ISA總線的DMA技術(shù)
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同I/O端口資源類似，設(shè)備驅(qū)動程序必須在一開始就調(diào)用request_dma()函數(shù)來向內(nèi)核申請DMA通道資源的使用權(quán)。而且，最好在設(shè)備驅(qū)動程序的open()方法中完成這個操作，而不是在模塊的初始化例程中調(diào)用這個函數(shù)。因為這在一定程度上可以讓多個設(shè)備共享DMA通道資源(只要多個設(shè)備不同時使用一個DMA通道)。這種共享有點類似于進(jìn)程對CPU的分時共享。
設(shè)備使用完DMA通道后，其驅(qū)動程序應(yīng)該記得調(diào)用free_dma()函數(shù)來釋放所占用的DMA通道資源。通常，最好再驅(qū)動程序的release()方法中調(diào)用該函數(shù)，而不是在模塊的卸載例程中進(jìn)行調(diào)用。
還需要注意的一個問題是：資源的申請順序。為了避免死鎖(deadlock)，驅(qū)動程序一定要在申請了中斷號資源后才申請DMA通道資源。釋放時則要先釋放DMA通道，然后再釋放中斷號資源。
使用DMA的ISA設(shè)備驅(qū)動程序的open()方法的如下：
int xxx_open(struct inode * inode, struct file * filp)
{
┆
if((err = request_irq(irq,xxx_ISR,SA_INTERRUPT,”YourDeviceName”,NULL))
return err;
if((err = request_dma(dmanr, “YourDeviceName”)){
free_irq(irq, NULL);
return err;
}
┆
return 0;
}
release()方法的范例代碼如下：
void xxx_release(struct inode * inode, struct file * filp)
{
┆
free_dma(dmanr);
free_irq(irq,NULL);
┆
}
5.2 申請DMA緩沖區(qū)
由于8237 DMAC只能尋址系統(tǒng)RAM中低16MB物理內(nèi)存，因此：ISA設(shè)備驅(qū)動程序在申請DMA緩沖區(qū)時，一定要以GFP_DMA標(biāo)志來調(diào)用kmalloc()函數(shù)或get_free_pages()函數(shù)，以便在系統(tǒng)內(nèi)存的DMA區(qū)中分配物理內(nèi)存。
5.3 編程DMAC
設(shè)備驅(qū)動程序可以在他的read()方法、write()方法或ISR中對DMAC進(jìn)行編程，以便準(zhǔn)備啟動一個DMA傳輸事務(wù)。一個DMA傳輸事務(wù)有兩種典型的過程：(1)用戶請求設(shè)備進(jìn)行DMA傳輸;(2)硬件異步地將外部數(shù)據(jù)寫道系統(tǒng)中。
用戶通過I/O請求觸發(fā)設(shè)備進(jìn)行DMA傳輸?shù)牟襟E如下：
1.用戶進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用read()/write()來調(diào)用設(shè)備驅(qū)動程序的read()方法或write()方法，然后由設(shè)備驅(qū)動程序read/write方法負(fù)責(zé)申請DMA緩沖區(qū)，對DMAC進(jìn)行編程，以準(zhǔn)備啟動一個DMA傳輸事務(wù)，最后正確地設(shè)置設(shè)備(setup device)，并將用戶進(jìn)程投入睡眠。
2.DMAC負(fù)責(zé)在DMA緩沖區(qū)和I/O外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并在結(jié)束后觸發(fā)一個中斷。
3.設(shè)備的ISR檢查DMA傳輸事務(wù)是否成功地結(jié)束，并將數(shù)據(jù)從DMA緩沖區(qū)中拷貝到驅(qū)動程序的其他內(nèi)核緩沖區(qū)中(對于I/O device to memory的情況)。然后喚醒睡眠的用戶進(jìn)程。
硬件異步地將外部數(shù)據(jù)寫到系統(tǒng)中的步驟如下：
1.外設(shè)觸發(fā)一個中斷通知系統(tǒng)有新數(shù)據(jù)到達(dá)。
2.ISR申請一個DMA緩沖區(qū)，并對DMAC進(jìn)行編程，以準(zhǔn)備啟動一個DMA傳輸事務(wù)，最后正確地設(shè)置好外設(shè)。
3.硬件將外部數(shù)據(jù)寫到DMA緩沖區(qū)中，DMA傳輸事務(wù)結(jié)束后，觸發(fā)一個中斷。
4. ISR檢查DMA傳輸事務(wù)是否成功地結(jié)束，然后將DMA緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝驅(qū)動程序的其他內(nèi)核緩沖區(qū)中，最后喚醒相關(guān)的等待進(jìn)程。
網(wǎng)卡就是上述過程的一個典型例子。
為準(zhǔn)備一個DMA傳輸事務(wù)而對DMAC進(jìn)行編程的典型代碼段如下：
unsigned long flags;
flags = claim_dma_lock();
disable_dma(dmanr);
clear_dma_ff(dmanr);
set_dma_mode(dmanr,mode);
set_dma_addr(dmanr, virt_to_bus(buf));
set_dma_count(dmanr, count);
enable_dma(dmanr);
release_dma_lock(flags);
檢查一個DMA傳輸事務(wù)是否成功地結(jié)束的代碼段如下：
int residue;
unsigned long flags = claim_dma_lock();
residue = get_dma_residue(dmanr);
release_dma_lock(flags);
ASSERT(residue == 0);
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