5.1、更新树莓派系统

        进入VNC虚拟桌面之后，打开里面的CMD窗口，输入update指令，将树莓派系统更新到最新版本，因为出厂的时候，树莓派核心板里面的系统不一定是最新的，另外，在进行更新的时候，一定要保证树莓派的Wifi能上网。

       具体操作的指令过程如下：

1)      首先通过更新存储库软件包列表：sudo apt update

2)      更新完成后，再运行升级命令：sudo apt dist-upgrade

3)      按照所有提示进行操作，然后等待树莓派升级完成后，键入：sudo apt clean

这条指令可以将升级过程中已下载的所有不需要的文件清除掉，节省空间。

4)      输入重启指令：sudo reboot

树莓派重新启动后，即可进入最新版本的Raspbian OS！

    5.2、在树莓派系统里面添加后续需要参与编译的Headers和Build文件夹

        使用树莓派编译Linux驱动时，需要在/lib/moudles/*/ 目录下存在build文件夹以及相关的头文件，但是树莓派为了节省内存空间，所以出厂原生的Raspbian系统是没有这个Build文件夹的。此时，我们需要安装Linux Headers内核相关文件。

        同理，树莓派下的Linux Headers安装不同于其他平台，需要使用带管理员权限的命令进行安装：sudo apt install raspberrypi-kernel-headers

        安装完成后，打开树莓派/lib/modules/5.10.17-v7l+路径，就有了相应的build文件夹了，如图9-61所示。这个Build里面包含了很多树莓派系统所需要的编译文件。                              

         细心的用户，发现了，在modules文件夹里面有4个跟Raspbian系统相关的文件夹，如图9-62所示，为什么我们选择的是5.10.17-v7l+？是因为我们买的这个工业级树莓派CM4里面的CPU ARM内核是Cortex-A72，对应的版本是V7L，用户可以通过输入sudo uname -a查看到，如图9-63所示。里面还有一个V8的，这个说明Raspbian树莓派系统支持V8架构的ARM芯片，在后续Pro6这本书里面，我们重点给用户介绍国产的RK3399芯片，就是V8架构，支持64位Linux系统。

    5.3、从Xillybus官网上下载Linux系统下的FPGA PCIe接口c文件和makefile文件（通过VNC拷贝到树莓派里面并进行解压）

        首先，在浏览器里面输入Xillybus.com，然后找到PCIe资料的下载链接：http://xillybus.com/pcie-download/，在这个页面的下方找到支持Linux系统的PCIe驱动源文件，如图9-64所示。下载下来的是一个名为“xillybus.tar.gz”压缩包，里面主要包含Makefile编译约束，udev文件和简单的C语言测试程序。

        接下来，用户有两种方式可以将这个xillybus.tar.gz文件拷贝到树莓派上，一是用U盘拷贝，二是用VNC远程虚拟桌面直接传输，这里推荐大家用VNC来操作。在VNC虚拟桌面的上方隐藏了一个工具栏，如图9-65所示。

        将鼠标移到VNC虚拟桌面中间顶部，出现工具栏之后，点击中间的“Transfer files”按钮，在弹出来的对话框里面将我们刚刚从Xillybus官网上下载到本地电脑的压缩包文件传输到树莓派桌面上，如图9-66所示。

        然后点击树莓派左上角的“新建文件夹”按钮，在pi根目录下，新建一个名为“Xillybus-PCIe”的文件夹，如图9-67所示。

        再把树莓派桌面上的压缩包文件“xillybus.tar.gz”利用鼠标左键按住之后，直接拖拽到刚刚新建的“Xillybus-PCIe”文件夹里面，如图9-68所示。

        然后右击“xillybus.tar.gz”压缩包，选择“提取到此处”，如图9-69所示。相当于将这个压缩包里面的文件解压出来，当然，熟悉Linux指令的用户，也可以通过命令的方式来完成拷贝和解压，这里选择利用VNC和鼠标进行操作，可以简化Linux开发调试门槛。

        解压之后，可以看到里面一共有2个文件夹和1个README.TXT文件，如图9-70所示。其中，README文件告诉用户这些文件的含义，比如，里面的两个文件夹，分别存放的文件是用来做什么的：

        * module - The kernel module source + udev file

        * demoapps - Sample C userspace programs for trial and hacking

        其中，module文件夹里面的是用来编译生成ko驱动文件所需的makefile和各种c和h文件以及rules文件；demoapps文件夹里面是给用户参考的PCIe应用程序示例，后续我们就是基于这些例程进行改写之后，生成Linux下的so动态链接库的，类似Windows系统下的DLL。

        至此，关于Linux系统下的Xillybus源文件准备工作就完成了。

   5.4、查看树莓派Raspbian OS系统位宽

        在开始编译Xillybus驱动文件之前，我们还需要确认一下当前树莓派里面安装的Linux系统位宽，到底是32位还是64位系统，因为这个位宽决定了后续编译KO文件时的条件选择。我们可以在LXterminal终端里面输入指令：getconf LONG_BIT，然后回车就能看到，如图9-71所示。返回的是32，说明当前的Linux系统是32位的，如果返回的是64，就是64位系统。

   5.5、在Linux系统下编译Xillybus文件并生成KO驱动文件（神电测控已经提前编译好了，可以跳过这一步）

        Xillybus官方提供的Linux系统源文件里面有两处需要进行修改，否则编译的时候会报错。第一处是把/home/pi/Xillybus-PCIe/xillybus/module文件夹里面的xillybus_pcie.c文件里面的这个头文件“linux/pci-aspm.h”声明给注释掉，如图9-72所示。这个aspm里面包含的是一套对PCIe总线进行电源管理的函数，感兴趣的用户可以上网找一下这方面的资料自行研究。

        另外就是，前面我们获取的树莓派Raspbian系统位宽是32位的，而Xillybus官方提供的xillybus_pcie.c源文件里面默认支持的是64位的系统，所以我们需要将里面的这段代码注释掉，或者添加if条件语句，如图9-73所示。使其强行支持32位的Linux系统，这样后续Linux对PCIe板卡进行驱动加载和枚举的时候，分配的地址和Memory空间就不会错乱，如果是32的Linux系统，这里不做任何处理的话，后续识别PCIe FPGA板卡的时候，会出现图9-74所示的错误，也就是Memory所需空间无法正常分配，当然了，如果用户在树莓派或者RK3399上面移植的是64位Linux系统，那么这里就不需要添加if语句了！！！

        xillybus_pcie.c文件根据使用环境修改完成后，保存关闭，然后我们就可以使用Linux gcc编译器来编译这些c文件和makefile文件生成ko驱动文件了。具体过程如下：

1)      首先判断一下树莓派Raspbian系统里面是否存在gcc编译器，用户可以通过在LXterminal终端里面输入指令：sudo gcc，如果返回的是“command not found”，说明这台树莓派系统里面没有安装过gcc编译器。则跳入2)，如果窗口返回的是“gcc: no input files”，说明Linux系统里面已经安装了gcc，则跳入3).

2)      因此，我们需要在线给树莓派里面安装一下gcc编译器，用户可以输入指令：sudo apt-get install gcc make kernel-devel-$(uname -r)，安装成功后，再执行sudo gcc可以看到返回的信息变了，如图9-75所示。

3)      接下来，利用cd命令定位到Xillybus-PCIe文件夹里面的module文件夹，也就是这个目录：Xillybus-PCIe/xillybus/module，如图9-76所示。

4)      然后，我们直接输入sudo make指令对module文件夹下的所有文件进行编译，如果编译过程没有任何错误提示，如图9-77所示，说明编译成功了，并且module文件夹里面多出来了很多后缀名为ko的驱动文件，如图9-78所示。其中，最为重要的两个ko驱动文件就是xillybus_core.ko和xillybus_pcie.ko，从源文件和PCIe驱动加载过程来看，前者xillybus_core.ko是被后者xillybus_pcie.ko调用的。

5)      接下来，我们以管理员权限的命令将上面编译出来的两个ko文件拷贝到树莓派Raspbian OS的内核驱动文件夹里面，具体的路径可以参考下面的命令，如图9-79所示。需要注意的是，modules后面的系统版本可以通过uname -a命令查看到。打开命令行里面的路径，可以看到两个ko文件成功地拷贝进来了，如图9-80所示。

sudo cp xillybus_core.ko /lib/modules/5.10.17-v7l+/kernel/drivers/char/

sudo cp xillybus_pcie.ko /lib/modules/5.10.17-v7l+/kernel/drivers/char/

   5.6、在树莓派里面安装支持Xilinx FPGA PCIe接口的KO驱动（通过lsmod和lspci可以查看插到树莓派上的PCIe板卡识别状态，必须要创建出16个文件才算是成功（8上8下））

1)      拷贝成功后，我们还需要将ko驱动文件安装到树莓派Linux系统里面去，可以输入指令：depmod -a，来完成静态安装，如图9-81所示。如果用户不放心的话，还可以通过sudo make install指令强行安装ko驱动文件，如图9-82所示。

2)      当通过depmod -a指令获取到所有的文件依赖关系后，用户还需要通过sudo modprobe xillybus_pcie指令来加载所有跟Xillybus驱动相关的模块到系统里面来，如图9-83所示。

3)      为了判断Xillybus驱动是否成功安装和加载，用户可以通过输入lsmod指令进行查询，如图9-84所示。可以看出，两个xillybus相关的ko驱动都加载和运行了，其中xillybus_core有一个被xillybus_pcie调用的进程。

4)      最后一步是，将树莓派关机，断电，然后把我们Pro4开发宝典里面的FPGA bit文件生成bin文件之后固化到黑金的AX7103 FPGA开发板上，然后利用PCIex8转PCIex1转接线接到树莓派上，实物接线，如图9-85所示。给树莓派上电，大约10s之后，FPGA开发板上的LED1指示灯闪烁起来，说明我们的PCIe FPGA开发板成功地被树莓派识别和加载了，这是因为FPGA里面运行的bit文件我们加入了PCIe通信IP核代码，不熟悉的用户可以参考我们编写的Pro4开发宝典，这里不再赘述了！

5)      然后打开VNC进入树莓派虚拟桌面，在LXterminal命令终端里面输入lspci指令，查看我们的PCIe FPGA板卡是否被树莓派成功识别了，如图9-86所示。

6)      上面这个lspci命令无法看到具体的系统识别和加载过程，如果用户希望能够看到树莓派Linux系统对PCIe FPGA设备的完整加载过程，可以输入这个指令：grep -i xillybus /var/log/syslog | less，如图9-87所示，它可以将系统日志里面所有关于xillybus关键字的信息全部找出来。可以看出，Linux系统识别成功后，一共创建了16个读写文件，这是因为我们在FPGA里面下载的bit文件里面包含的PCIe通道是8上8下，共计16个独立的通道，每个通道对应一个文件名，对PCIe设备的读写操作实际上就是对映射出来的文件进行读写。