-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 12
/
__OVERVIEW__.txt
227 lines (155 loc) · 11.9 KB
/
__OVERVIEW__.txt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
this directory is in github : git@github.com:harcokuppens/xenomai3_rpi_gpio.git
and contains the following:
./install/
how installation of xenomai done for rpi and virtualbox
./circuits/
basic circuit diagrams
./examples/
basic c code for above examples
overview of examples see: xenomai3_rpi_gpio/examples/__README__.txt
note we have 3 types: none-realtime user, realtime user, realtime kernel
./notes/
notes about xenomai gpio rpi etc..
findings when experimenting with xenomai3 on rpi2/rpi3
------------------------------------------------------
Hoi Jozef,
Ik heb nog verder geëxperimenteerd met de rpi2 en ik ben vandaag tot de eind conclusie gekomen dat de interrupts echt niet goed werken.
Wel kan ik realtime in een xenomai programma inputs en outputs zetten, maar interupts werken niet. Een interupt crashed de pi.
Als laatste test heb ik een wiringpi programma geschreven dat een interrupt afhandeld. Dit maakt puur alleen gebruik van linux, en dus niets realtime.
Dit werkt prima op een origineel raspbian image, echter op onze gepatchte xenomai image het veroorzaakt een kernel crash. Dus de xenomai patch
breekt ook de normale linux kernel. Ik heb dit herhaalt met de stabiele xenomai 3.0.x branch uit git, en nog steeds een kernel crash.
Dus het probleem ligt niet zozeer in gpio driver maar in de gepatchte dual kernel implementatie voor de pi. Iets gaat daar mis.
Dus ik ben van plan om mijn bevindingen om mijn bevindingen met het wiringpi programma naar de xenomai ontwikkelaars te sturen.
Al bij al heb ik wel veel geleerd :
* kan hele nieuwe kernel met modules in slechts 6 minuten opnieuw compileren ( parallel over 4 cores)
* begrijp nu de wiringpi library (c library) en het bijhorende gpio commando ( puur linux, zonder xenomai)
* kan nu simpele schakelingen maken, en weet nu de beperkingen van de rpi, en vooral wat je niet moet doen wat de rpi
kan doen laten doorbranden.)
* begrijp nu beter de gpiolib in de linux kernel en ook de beperkingen van gpiolib
* gpiolib is een generieke gpio library
* gpiolib is een generieke library en kan voor verschillende gpio-chips gebruikt worden. ( verschillende platforms
hebben verchillende gpio-chip)
* generieke betekent dat specifieke dingen niet geimplementeerd zijn : bv de gpiolib support bv NIET het instellen van de interne pull
up of pull down weerstaand voor een input line welke de bcm chip supports.
bv. voor een interrupt line die je default hoog wilt houden en door deze kort te sluiten met de ground genereer je een interrupt.
De interne pullup weerstand maakt dit veilig.)
* de raspberry pi heeft 2 verschillende implementaties voor z'n gpio-chip, een oude en een nieuwe. (momenteel wordt
overgestapt) update: as of june 2019 they entirely switch to ARCH_BCM2835 with "pinctrl-bcm2835" driver
src: notes/raspberrypi/raspberry_pi_BCM2708_or_BCM2835.txt
basicly these are chip names :
- three pieces of silicon, BCM2708, BCM2709 and BCM2710 => family => linux driver and 'cat /proc/cpuinfo' says bcm2708
|| || ||
- and three packages BCM2835, BCM2836 and BCM2837 => specific implementation (however per family only one implementation)
pi1 pi2 pi2.1
pi3
however labels BCM2708 and BCM2835 are used also
+ as kernel config parameter (with history causing now ARCH_BCM2835 is used)
- raspbian switch from its own specific Soc support for the BCM2708 chip which is labeled in the kernel configuration label ARCH_BCM2708
to the mainline kernel code which is labeled in the kernel configuration label ARCH_BCM2835.
The reason was that instead maintaining its own code(ARCH_BCM2708), instead use kernel.org's code(ARCH_BCM2835) and patch this code for rpi specifics.
Patching the kernel.org's ARCH_BCM2835 will give less work:
if we use ARCH_BCM2835, we could drop some patches,
and if all Pi specific drivers where in mainline as well,
even less work had to be spent on adapting and testing patches for each new kernel version.
- in this switch rasbpian also switched also the gpio driver :
ARCH_BCM2708: "bcm2708_gpio"
ARCH_BCM2835: "pinctrl-bcm2835" <== currently used!!
see notes/gpio/raspberry_pi__gpio_chip__two_drivers.txt
+ to name default kernel config files:
bcm2835_defconfig: is the upstream(kernel.org) defconfig. => used for kernel.org kernel builds
bcm2709_defconfig: is the one supported by Pi Towers. (raspbian kernel) => used for rasperry pi's specific raspbian kernel (patched kernel.org kernel)
+ device tree description files:
- kernel.org used bcm28*.dtb files
- raspbian therefore used bcm27*.dtb files (to prevent conflict with kernel.org files)
* linux gebruikt memory mapping for controlling gpio pins, maar gebruikt pinctrl library in linux to do this more easily
en doet dit in
de gpio driver "pinctrl-bcm2835"
which can be probed and loaded using gpiolib framework! (which rtdm driver does!! (see below))
from raspberry_pi__gpio_memory_mapping.txt
- rpi uses memory mapping for controlling gpio pins
- you can low level read/write memory to control gpio ports
- however pinctrl library in linux helps you to do this more easily
=> see pinctrl_subsystem_in_linux.txt
- in linux you can control the pins in user space via the /sys interface,
however this is limited (eg. you can not set pullup or pull down),
so instead you can use in user space a library (e.g. wiring pi) which
access the GPIO hardware registers directly through the /dev/mem psuedo-file. (instead of via /sys)
=> see raspberry_pi__gpio_userspace_library_wiringpi.txt
* de wiringpi library kan wel de interne pull up en pull down weerstand instellen.
echter het is veiliger om extern een pull up/down schakeling te maken,
want dan is die er altijd, en met software kan men een fout maken met het opzetten van
de interne pull up/down!
* een xenomai driver implement een rtdm device file die je vanuit user space met open, read, write kunt benaderen.
Voor extra acties kun je ioctl operaties doen.
=> see notes/rtdm/RTDM_driver_for_gpio_ports_on_bcm2835_chip.txt
In xenomai the RTDM driver for gpio ports on bcm2835 chip is implemented by :
./kernel/drivers/gpio/gpio-bcm2835.c
which uses gpio-core.c library which finds the linux gpiochip structure for the bcm2835 (linux's "pinctrl-bcm2835" driver)
and wraps it into an RTDM library for you.
So using linux's gpiochip means xenomai realtime kernel uses linux's gpio driver: "pinctrl-bcm2835" driver
* rtdm device files hebben hun eigen locatie onder /dev/rtdm welke ze onderscheid van linux device files
* een rtdm device file kan kiezen welke file operaties realtime zijn (open_rt, read_rt, write_rt en ioctl_rt) en welke
niet (open_nr, read_nr, write_nr en ioctl_nr)
bv de gpio driver in xenomai ( drivers/gpio/gpio-bcm2835.c in xenomai source code) implementeert:
- read en write realtime,
- maar open en ioctl ( setup) none-realtime.
zie notes/rtdm/RTDM_driver_for_gpio_ports_on_bcm2835_chip.txt :
rgc->driver.ops = (struct rtdm_fd_ops){
.close = gpio_pin_close,
.ioctl_nrt = gpio_pin_ioctl_nrt, none-real-time
.read_rt = gpio_pin_read_rt, real-time
.write_rt = gpio_pin_write_rt, real-time
.select = gpio_pin_select,
};
note: uses linux's pinctrl-bcm2835.c driver to implement it! (see above)
see: ./xenomai3_rpi_gpio/notes/rtdm/overview_xenomai_gpio_source_code.txt
in xenomai source:
$ ls -1 kernel/drivers/gpio/
gpio-bcm2835.c => realtime (RTDM) driver for bcm2835's gpio (raspberry pi) => uses generic gpio-core.c library to implement it
gpio-core.c => realtime (RTDM) gpio library to implement gpiochip drivers in realtime
gpio-core.h
gpio-mxc.c => driver for mxc's gpio (NOT raspberry pi)
Kconfig => config parameters for linux kernel (whether to build into kernel or not)
the realtime library implemented in gpio-core.c wraps a gpiochip in an rtdm driver, but when
doing this it only supports realtime for read and write file operations
but not for ioctl and open. For ioctl and open the program will return to linux prioritiy!!
=> details see in :
RTDM_driver_for_gpio_ports_on_bcm2835_chip.txt
* een xenomai driver gebruikt ook de linux gpiolib om non-realtime alles te intialiseren,
daarnaast kan men de wiringpi library none-realtime gebruiken
om interne pullup of pulldown weerstand te initialiseren.
* ik begrijp de implementatie van gpio-core library van xenomai die voor iedere gpio pin een aparte device file en
driver implementeert in /dev/rtdm/
* raspian gebruikt een zogenaamde operating system independent device tree (zie
http://www.wikiwand.com/en/Device_tree).
Voor arm chips een device tree is verplicht. Voor x86 wordt het niet gebruikt omdat daar de kernel de hardware kan proben en dan de juiste drivers
kan laden, echter de arm support dit proben niet.
De bootcode laadt de linux kernel en tevens laadt de device_tree description and geeft deze aan de kernel door. De kernel laadt dan de kernel modules
voor de hardware beschreven in de device tree. Wanneer je de kernel compileert moet je dus wel de juiste modules configuren/bouwen die matched met
de device tree anders boot de kernel niet.
zie: notes/gpio/device_tree__and_setup_default_settings_gpio_pins.txt
Voor de raspberry pi heb je ook nog een file /boot/config.txt waarin je nog bepaalde device_tree parameters kunt veranderen buiten de device_tree
description file zelf.
In deze config.txt description kun je ook
gpio pins configureren zodat wanneer het systeem opstart deze direct goed worden gezet.
=>bv. zet pull up or pull down
e.g add to config.txt
dtparam=gpio_out_pin=16
dtparam=gpio_in_pin=17
dtparam=gpio_in_pull=down
* de documentie van de bcm chip op de pi geeft duidelijk aan hoe de gpio pinnen electronische werken ( met
configureerbare pull up of pull down weerstanden)
Uiteindelijk toch een lange lijst; deze mail was een mooi moment om een overzicht te maken.
daarnaast heb ik de volgende test programma's => see examples/__README__.txt
none-realtime
- blinking led with wiringpi
- interrupt handler with wiringpi
realtime
- blinking led with rtdm device file in /dev/rtdm/gpio<num>
- interrupt handler program with rtdm device file in /dev/rtdm/gpio<num> => crashed momenteel de pi
Ik ga mijn bevindingen die ik 1 grote textfile heb staan een beetje netjes organiseren zodat ik later er makkelijk weer in kom.
Dus voorlopig moeten we nog maar de pc's gebruiken, maar ik ga er vanuit dat komende tijd de problemen met xenomai3 op de pi2 worden opgelost.
Misschien dat we dan binnenkort toch er verder mee aan de slag kunnen. Evt nog een des student.
Al met al, denk ik nu precies te weten hoe het allemaal werkt, nu alleen nog wachten totdat de xenomai implementatie op de pi2 echt werkt.
groetjes
Harco