网上介绍Linux下的一般驱动程序开发示例浩如烟海,或是因为简单,关于DMA驱动的介绍却寥寥无几;近期因工作需要,花了几日时间开发了某设备在S3C2410处理器Linux下DMA通信的驱动程序,有感于刚接手时无资料借鉴的茫然,故写点介绍,期待能给有DMA开发任务的网友们一点帮助。
本文将包括如下内容:
DMA驱动主要函数功能
驱动中关键技术分析
具体的DMA实例分析
申明:本DMA驱动开发介绍仅适合S3C2410处理器类型,分析源码为韩国MIZI研究中心维护的dma驱动代码: linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h,linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c,其它处理器平台DMA开发可比对此文,自行分析。
DMA驱动主要数据结构(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h)
S3C2410有四通道DMA,每通道有9个控制寄存器:6个控制寄存器控制DMA传输,其它3个监视DMA控制器状态。
(1)DMA单个内核缓冲区数据结构:
typedef struct dma_buf_s {
int size; /* buffer size:缓冲大小 */
dma_addr_t dma_start; /* starting DMA address :缓冲区起始物理地址*/
int ref; /* number of DMA references 缓冲区起始虚拟地址*/
void *id; /* to identify buffer from outside 标记 */
int write; /* 1: buf to write , 0: buf to read DMA读还是写*/
struct dma_buf_s *next; /* next buf to process 指向下一个缓冲区结构*/
} dma_buf_t;
(2)DMA寄存器数据结构
/* DMA control register structure */
typedef struct {
volatile u_long DISRC;/源地址寄存器
volatile u_long DISRCC;//源控制寄存器
volatile u_long DIDST;//目的寄存器
volatile u_long DIDSTC;//目的控制寄存器
volatile u_long DCON;//DMA控制寄存器
volatile u_long DSTAT;//状态寄存器
volatile u_long DCSRC;//当前源
volatile u_long DCDST;//当前目的
volatile u_long DMASKTRIG;//触发掩码寄存器
} dma_regs_t;
(3)DMA设备数据结构
/* DMA device structre */
typedef struct {
dma_callback_t callback;//DMA操作完成后的回调函数,在中断处理例程中调用
u_long dst;//目的寄存器内容
u_long src;//源寄存器内容
u_long ctl;//此设备的控制寄存器内容
u_long dst_ctl;//目的控制寄存器内容
u_long src_ctl;//源控制寄存器内容
} dma_device_t;
(4)DMA通道数据结构
/* DMA channel structure */
typedef struct {
dmach_t channel;//通道号:可为0,1,2,3
unsigned int in_use; /* Device is allocated 设备是否已*/
const char *device_id; /* Device name 设备名*/
dma_buf_t *head; /* where to insert buffers 该DMA通道缓冲区链表头*/
dma_buf_t *tail; /* where to remove buffers该DMA通道缓冲区链表尾*/
dma_buf_t *curr; /* buffer currently DMA'ed该DMA通道缓冲区链表中的当前缓冲区*/
unsigned long queue_count; /* number of buffers in the queue 链表中缓冲区个数*/
int active; /* 1 if DMA is actually processing data 该通道是否已经在使用*/
dma_regs_t *regs; /* points to appropriate DMA registers 该通道使用的DMA控制寄存器*/
int irq; /* IRQ used by the channel //通道申请的中断号*/
dma_device_t write; /* to write //执行读操作的DMA设备*/
dma_device_t read; /* to read 执行写操作的DMA设备*/
} s3c2410_dma_t;
以下分配了四个DMA通道:
s3c2410_dma_t dma_chan[MAX_S3C2410_DMA_CHANNELS];
每个DMA通道维护着一个多缓冲区组成的单链表等待队列,执行DMA操作时先更新DMA通道控制寄存器内容,再依次摘取当前缓冲区投入使用,缓冲区头指针顺次前移;需要插入新的缓冲区时,可从head或tail插入;
DMA驱动主要函数功能分析(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c)
写一个DMA驱动的主要工作包括:DMA通道申请、DMA中断申请、控制寄存器设置、挂入DMA等待队列、清除DMA中断、释放DMA通道。Dma.c中对这些工作作了很好的实现,以下具体分析关键函数:
int s3c2410_request_dma(const char *device_id, dmach_t channel,
dma_callback_t write_cb, dma_callback_t read_cb) (s3c2410_dma_queue_buffer);
函数描述:申请某通道的DMA资源,填充s3c2410_dma_t 数据结构的内容,申请DMA中断。
输入参数:device_id DMA 设备名;channel 通道号;
write_cb DMA写操作完成的回调函数;read_cb DMA读操作完成的回调函数
输出参数:若channel通道已使用,出错返回;否则,返回0
int s3c2410_dma_queue_buffer(dmach_t channel, void *buf_id,
dma_addr_t data, int size, int write) (s3c2410_dma_stop);