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run_software_xdma_bram.md

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PCIe BRAM 读写——在 Host-PC 上运行 C 语言程序

我编写了一个简单的 Linux C 语言程序 （host_software/app_xdma_rw/xdma_rw.c） 来对 PCIe-XDMA 设备进行读写，它可以实现：

  • host-to-device : 把本地文件中的指定长度的内容写入 PCIe-XDMA 中的指定地址 (也即 AXI 总线的地址)
  • device-to-host : 从 PCIe-XDMA 中的指定地址 (也即 AXI 总线的地址) 读出指定长度的数据，写入本地文件

　

编译程序

首先 cd 到程序所在的目录：

$ cd host_software/app_xdma_rw/

然后运行以下命令来把 xdma_rw.c 编译为可执行文件 xdma_rw ：

$ gcc xdma_rw.c -o xdma_rw

　

运行程序

运行以下命令，调用 xdma_rw 来把 random.bin 里的数据写入到 FPGA

$ sudo ./xdma_rw random.bin to /dev/xdma0_h2c_0 0 256
# 参数1 : "random.bin" 是要读取的文件
# 参数2 : "to" 代表方向是 host-to-device
# 参数3 : "/dev/xdma0_h2c_0" 是设备文件，用来向FPGA中写数据
# 参数4 : 0 是要写入的设备中的地址 (字节)，在 FPGA 端是 AXI 写地址
# 参数5 : 256 是要写入的长度 (字节)

然后运行以下命令，把刚刚写入的数据读回来，存到 receive.bin 文件里

$ sudo ./xdma_rw receive.bin from /dev/xdma0_c2h 0 256
# 参数1 : "receive.bin" 是要写入的文件
# 参数2 : "from" 代表方向是 device-to-host
# 参数3 : "/dev/xdma0_c2h_0" 是设备文件，用来从FPGA中读数据
# 参数4 : 0 是要读取的设备中的地址 (字节)，在 FPGA 端是 AXI 读地址
# 参数5 : 256 是要读取的长度 (字节)

如果 FPGA 程序无误，读出来的 receive.bin 应该和 random.bin 完全相同，你可以用 hexdump 命令查看这两个二进制文件来验证。

$ hexdump random.bin
$ hexdump receive.bin

当然，你可以任意指定地址和长度。注意：我们在 Vivado 工程搭建的 BRAM 只有 512KB ，因此向 >512KB 的地址写数据没有任何效果 (虽然可以写) ，从中读出的数据也恒为 0 （虽然可以读）。

　

C 程序说明

打开 xdma_rw.c ，看看这个程序是如何编写的，其中的关键是对设备的4种操作：打开(open) 、设置操作地址 (lseek) 、读取 (read) 、写入 (write)

打开设备文件 (open)

// char *dev_name;        // 设备路径
// int dev_fd;            // 设备 descriptor
dev_fd = open(dev_name, O_RDWR);    // open 函数来自 fcntl.h
                                    // 实参 dev_name 是设备路径，例如 "/dev/xdma0_c2h"，在本程序中来自用户输入的命令行参数
                                    // 返回值 dev_fd 是设备 descriptor , >=0 代表打开成功， <0 代表打开失败

设置操作地址 (lseek)

// int dev_fd;          // 设备 descriptor
// uint64_t addr;       // 要设置的目标地址
if ( addr != lseek(dev_fd, addr, SEEK_SET) ) {   // lseek 函数来自 fcntl.h
                                                 // 返回值是设置后的地址，如果设置失败则 != addr ，如果成功则 == addr
    // 失败
} else {
    // 成功
}

从设备读取到本地缓冲区 (read)

// int dev_fd;      // 设备 descriptor
// void *buffer;    // 目标缓冲区
// uint64_t size;   // 要读取的数据量
if ( size != read(dev_fd, buffer, size) ) {   // read 函数来自 fcntl.h
                                              // 返回值是读取的数据量，如果成功则 == size，失败则 != size
    // 失败
} else {
    // 成功
}

从本地缓冲区写到设备 (write)

// int dev_fd;      // 设备 descriptor
// void *buffer;    // 源缓冲区
// uint64_t size;   // 要读取的数据量
if ( size != write(dev_fd, buffer, size) ) {   // write 函数来自 fcntl.h
                                               // 返回值是写入的数据量，如果成功则 == size，失败则 != size
    // 失败
} else {
    // 成功
}