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DMA(Direct Memory Access) 即直接存储器访问, DMA 传输方式无需 CPU 直接控制传输,通过硬件为 RAM 、I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路,能使 CPU 的效率大为提高。 学了这么多驱动,不难推出DMA的编写套路: 1)注册DMA中断,分配缓冲区 2)注册字符设备,并提供文件操作集合fops -> 2.1)file_operations里设置DMA硬件相关操作,来启动DMA由于我们是用字符设备的测试方法测试的,而本例子只是用两个地址之间的拷贝来演示DMA的作用,所以采用字符设备方式编写 1.驱动编写之前,先来讲如何分配释放缓冲区、DMA相关寄存器介绍、使用DMA中断 1.1在linux中,分配释放DMA缓冲区,只能使用以下几个函数 1) 代码语言:javascript复制/*该函数只禁止cache缓冲,保持写缓冲区,也就是对注册的物理区写入数据,也会更新到对应的虚拟缓存区上*/ void *dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp); //分配DMA缓存区 //返回值为:申请到的DMA缓冲区的虚拟地址,若为NULL,表示分配失败,需要释放,避免内存泄漏 //参数如下: //*dev:指针,这里填0,表示这个申请的缓冲区里没有内容 //size:分配的地址大小(字节单位) //*handle:申请到的物理起始地址 //gfp:分配出来的内存参数,标志定义在,常用标志如下: //GFP_ATOMIC 用来从中断处理和进程上下文之外的其他代码中分配内存. 从不睡眠. //GFP_KERNEL 内核内存的正常分配. 可能睡眠. //GFP_USER 用来为用户空间页来分配内存; 它可能睡眠.2) 代码语言:javascript复制/*该函数禁止cache缓存以及禁止写入缓冲区*/ void * dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp); //分配DMA缓存区,返回值和参数和上面的函数一直3) 代码语言:javascript复制dma_free_writecombine(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t handle); //释放DMA缓存,与dma_alloc_writecombine()对应 //size:释放长度 //cpu_addr:虚拟地址, //handle:物理地址4) 代码语言:javascript复制dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t handle) //释放DMA缓存,与dma_alloc_coherent ()对应 //size:释放长度//cpu_addr:虚拟地址, //handle:物理地址(PS: dma_free_writecombine()其实就是dma_free_conherent(),只不过是用了#define重命名而已。) 而我们之前用的内存分配kmalloc()函数,是不能用在DMA上,因为分配出来的内存可能在物理地址上是不连续的. 1.2 那么2440开发板如何来启动DMA,先来看2440的DMA寄存器 (PS:实际这些DMA相关的寄存器,在linux内核中三星已封装好了,可以直接调用,不过非常麻烦,还不如直接设置寄存器,可以参考: http://blog.csdn.net/mirkerson/article/details/6632273) 1.2.1 2440支持4个通道的DMA控制器 其中4个通道的DMA外设请求源,如下图所示(通过DCONn寄存器的[26:24]来设置) (PS:如果请求源是系统总线上的,就只需要设置DCONn寄存器的[23]=0即可) 1.2.2 且每个通道都可以处理以下4种情况: 1) 源和目标都在系统总线上(比如:两个物理内存地址) 2) 当目标在外设总线上时,源在系统总线上(外设指:串口,定时器,I2C,I2S等) 3) 当目标在系统总线上时,源在外设总线上 4) 源和目标都在外设总线上 1.2.3 DMA有两种工作模式(通过DCONn寄存器的[28]来设置) 查询模式: 当DMA请求XnXDREQ为低电平时,则DMA会一直传输数据,直到DMA请求拉高,才停止 握手模式: 当DMA请求XnXDREQ有下降沿触发时,则DMA会传输一次数据 1.2.4 DMA有两种传输模式(通过DCONn寄存器的[31]来设置) 单元传输: 指传输过程中,每执行一次,则读1次,写1次.(如上图所示) 突发4传输: 指传输过程中,每执行一次,则读4次,然后写4次(如下图所示) 1.2.5 2440中的DMA寄存器如下图所示: 共有4个通道的寄存器,且每个通道的寄存器内容都一致,所以我们以DMA通道0为例: 1)DISRC0初始源寄存器 [30:0] : 存放DMA源的基地址 2)DISRCC0初始源控制寄存器 [1] : 源位置选择,0:源在系统总线上, 1:源在外设总线上 [0] : 源地址选择,0:传输时源地址自动增加, 1:源地址固定 3)DIDST0初始目标寄存器 [30:0] : 设置DMA目的的基地址 4)DIDSTC0初始目标控制寄存器 [2] : 中断时间选择, 0:当DMA传输计数=0,立即发生中断 1:执行完自动加载后再发送中断(也就是计数为0,然后重新加载计数值) [1] : 目的位置选择, 0:目的在系统总线上, 1:目的在外设总线上 [0] : 目的地址选择, 0:传输时目的地址自动增加, 1:目的地址固定 5)DCON0控制寄存器 [31] : 工作模式选择, 0:查询模式 1:握手模式 (当源处于外设时,尽量选择握手模式) [30] : 中断请求(DREQ)/中断回应(DACK)的同步时钟选择, 0:PCLK同步 1:HCLK同步 (PS:如果有设备在HCLK上,该位应当设为1,比如:(SDRAM)内存数组, 反之当这些设备在PCLK上,应当设为0,比如:ADC,IIS,I2C,UART) [29] : DMA传输计数中断使能/禁止 0:禁止中断 1:当传输完成后,产生中断 [28] : 传输模式选择, 0:单元传输 1:突发4传输 [27] : 传输服务模式 0:单服务模式,比如:有2个DMA请求,它们会被顺序执行一次(单元传输/突发4传输)后停止,然后直到有下一次DMA请求,再重新开始另一次循环。 1:全服务模式,指该DMA若有请求,则会占用DMA总线,一直传输,期间若有其它DMA请求,只有等待传输计数TC为0,才会执行其它DMA请求 [26:24] : DMA外设请求源选择 [23] : 软件/硬件请求源选择 0:软件请求 1:硬件请求(还需要设置[26:24]来选择外设源) [22] : 重新加载开关选项 为0即可 [21:20] : 传输数据大小 为00(8位)即可 [19:0] : 设置DMA传输的计数TC 6)DSTAT0状态寄存器 [21:20] : DMA状态 00:空闲 01:忙 [19:0] : 传输计数当前值CURR_TC 为0表示传输结束 7)DCSRC0当前源寄存器 [30:0] : 存放DMA当前的源基地址 8)DCDST0当前目标寄存器 [30:0] : 存放DMA当前的目的基地址 9)DMASKTRIG0触发屏蔽寄存器 [2] : 停止STOP 该位写1,立刻停止DMA当前的传输 [1] : DMA通道使能 0:关闭DMA的通道0(禁止DMA请求) 1:开启DMA的通道0(开启DMA请求) [0] : 软件请求触发 1:表示启动一次软件请求DMA,只有DCONn[23]=0和DMASKTRIGn[1]=1才有效,DMA传输时,该位自动清0 1.3接下来就开始讲linux注册DMA中断 首先,DMA的每个通道只能有一个源- >目的,所以输入命令 cat /proc/interrupts ,找到DMA3中断未被使用 所以在linux中使用: 代码语言:javascript复制request_irq(IRQ_DMA3, s3c_dma_irq, NULL, "s3c_dma", 1);// s3c_dma_irq:中断服务函数,这里注册DMA3中断服务函数 //NULL:中断产生类型, 不需要,所以填NULL //1:表示中断时,传入中断函数的参数,本节不需要所以填1,切记不能填0,否则注册失败2.接下来,我们便来写一个DMA的字符设备驱动 步骤如下: 1) 注册DMA中断,分配两个DMA缓冲区(源、目的) 2) 注册字符设备,并提供文件操作集合fops-> 2.1) 通过ioctl的cmd来判断是使用DMA启动两个地址之间的拷贝,还是直接两个地址之间的拷贝-> 2.2)若是DMA启动,则设置DMA的相关硬件,并启动DMA传输2.1 所以,驱动代码如下所示: 代码语言:javascript复制#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #define S3C_DMA_SIZE 512*1024 //DMA传输长度 512KB #define NORMAL_COPY 0 //两个地址之间的正常拷贝 #define DMA_COPY 1 //两个地址之间的DMA拷贝 /*函数声明*/ static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(s3c_dma_queue); //声明等待队列 static int s3c_dma_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long flags); /* * 定义中断事件标志 * 0:进入等待队列 1:退出等待队列 */ static int s3c_dma_even=0; static unsigned char *source_virt; //源虚拟地址 static unsigned int source_phys; //源物理地址 static unsigned char *dest_virt; //目的虚拟地址 static unsigned int dest_phys; //目的虚拟地址 /*DMA3寄存器*/ struct S3c_dma3_regs{ unsigned int disrc3 ; //0x4b0000c0 unsigned int disrcc3 ; unsigned int didst3 ; unsigned int didstc3 ; unsigned int dcon3 ; unsigned int dstat3 ; unsigned int dcsrc3 ; unsigned int dcdst3 ; unsigned int dmasktrig3; //0x4b0000e0 }; static volatile struct S3c_dma3_regs *s3c_dma3_regs; /*字符设备操作*/ static struct file_operations s3c_dma_fops={ .owner = THIS_MODULE, .ioctl = s3c_dma_ioctl, }; /*中断服务函数*/ static irqreturn_t s3c_dma_irq (int irq, void *dev_id) { s3c_dma_even=1; //退出等待队列 wake_up_interruptible(&s3c_dma_queue); //唤醒 中断 return IRQ_HANDLED; } /*ioctl函数*/ static int s3c_dma_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long flags) { int i; memset(source_virt, 0xAA, S3C_DMA_SIZE); memset(dest_virt, 0x55, S3C_DMA_SIZE); switch(cmd) { case NORMAL_COPY: //正常拷贝 for(i=0;idisrc3 = source_phys; /* 源位于AHB总线, 源地址递增 */ s3c_dma3_regs->disrcc3 = (0 |
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