Marvell-linux研究—dma.c源代码分析

导读：
　　Marvell-linux研究—dma.c源代码分析
　　
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　　作者联系方式：李先静
　　更新时间：2007-7-16
　　
　　由于在传输大块数据的过程中无须CPU干预(当然在开始、出错和结束时仍然需要)，所以与轮询和中断相比，DMA传输效率要高得多。另外，Marvell平台上提供了所谓的memory switch，总线有更高的利用率，DMA就更能显出它的优势了。
　　
　　下面我们看看mach-pxa/dma.c中的代码：
　　
　　31 static struct dma_channel {
　　32 char *name;
　　33 void (*irq_handler)( int, void *, struct pt_regs *);
　　34 void *data;
　　35 } dma_channels[PXA_DMA_CHANNELS];
　　
　　该结构用于保存已注册的DMA中断处理函数，成员name表示该通道的名称，它只是起说明的作用，没有什么实际用途。成员irq_handler是所注册的中断处理函数，当该通道发生中断时，该函数被调用。成员data是中断处理函数irq_handler的调用上下文，当中断处理函数被调用时，其作为第二个参数传入。
　　
　　38 int pxa_request_dma ( char *name, pxa_dma_prio prio,
　　39 void (*irq_handler)( int, void *, struct pt_regs *),
　　40 void *data)
　　41 {
　　42 unsigned long flags;
　　43 int i, found = 0
　　44
　　45 /* basic sanity checks */
　　46 if (!name || !irq_handler)
　　47 return -EINVAL
　　48
　　49 local_irq_save(flags);
　　50
　　51 /* try grabbing a DMA channel with the requested priority */
　　52 for (i = prio; i
　　53 if (!dma_channels[i].name) {
　　54 found = 1
　　55 break
　　56 }
　　57 }
　　58
　　59 if (!found) {
　　60 /* requested prio group is full, try hier priorities */
　　61 for (i = prio-1i >= 0i--) {
　　62 if (!dma_channels[i].name) {
　　63 found = 1
　　64 break
　　65 }
　　66 }
　　67 }
　　68
　　69 if (found) {
　　70 DCSR(i) = DCSR_STARTINTR|DCSR_ENDINTR|DCSR_BUSERR;
　　71 dma_channels[i].name = name;
　　72 dma_channels[i].irq_handler = irq_handler;
　　73 dma_channels[i].data = data;
　　74 } else {
　　75 printk (KERN_WARNING "No more available DMA channels for %s/n", name);
　　76 i = -ENODEV
　　77 }
　　78
　　79 local_irq_restore(flags);
　　80 return i;
　　81 }
　　
　　注册一个DMA通道，其参数有名称、优先级、中断处理函数和中断处理函数的调用上下文。
　　
　　这里的优先级和开发手册中所说的略有差别，在开发手册中(11.3.1.1)里说，从硬件的角度，优先级分为四等，0等优先级最高，3等优先级最低。在代码中，优先级只分为高中低三等，高优先级和中优先级的通道数为8个，低优先级的通道数为16个。
　　
　　在dma_channels数组中，按优先级从高到低排列，在注册时，先看在所请求的优先级中是否有空位，如果有，就使用该空位，如果没有，就从更高优先级中去找，直到找一个空位，或者发现没有空位可用，则中断循环。
　　
　　如果找到合适的空位，则重置该通道的状态。和我们前面几次分析中所提到的一样，70行中的代码并非是要设置DCSR_STARTINTR|DCSR_ENDINTR|DCSR_BUSERR几个位域，而是在对应的位域上写1去清除它。
　　
　　83 void pxa_free_dma ( int dma_ch)
　　84 {
　　85 unsigned long flags;
　　86
　　87 if (!dma_channels[dma_ch].name) {
　　88 printk (KERN_CRIT
　　89 "%s: trying to free channel %d which is already freed/n",
　　90 __FUNCTION__, dma_ch);
　　91 return
　　92 }
　　93
　　94 local_irq_save(flags);
　　95 DCSR(dma_ch) = DCSR_STARTINTR|DCSR_ENDINTR|DCSR_BUSERR;
　　96 dma_channels[dma_ch].name = NULL
　　97 local_irq_restore(flags);
　　98 }
　　
　　该函数用于注销DMA通道，它重置对应的DCSR寄存器，并把name置空。
　　
　　100 static irqreturn_t dma_irq_handler( int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
　　101 {
　　102 int i, dint = DINT;
　　103
　　104 for (i = 0i
　　105 if (dint &(1 < 　　106 struct dma_channel *channel = &dma_channels[i];
　　107 if (channel->name &&channel->irq_handler) {
　　108 channel->irq_handler(i, channel->data, regs);
　　109 } else {
　　110 /*
　　111 * IRQ for an unregistered DMA channel:
　　112 * let's clear the interrupts and disable it.
　　113 */
　　114 printk (KERN_WARNING "spurious IRQ for DMA channel %d/n", i);
　　115 DCSR(i) = DCSR_STARTINTR|DCSR_ENDINTR|DCSR_BUSERR;
　　116 }
　　117 }
　　118 }
　　119 return IRQ_HANDLED;
　　120 }
　　
　　该函数是DMA中断处理函数的总入口，它在一个循环中检查所有DMA通道，如果对应通道发生中断，而且有人注册了该通道，它则调用注册的中断处理函数。如果没有人注册该通道，它就重置对应的DCSR寄存器。
　　
　　123 void mhn_init_dmac( void)
　　124 {
　　125 int i;
　　126
　　127 for (i = 0i
　　128 /* clear all write-1-to-clear bits */
　　129 DCSR(i) |= (DCSR_BUSERR | DCSR_STARTINTR | DCSR_ENDINTR |
　　130 DCSR_RASINTR | DCSR_EORINTR);
　　131 DCSR(i) = 0x0
　　132 }
　　133
　　134 DINT = 0
　　135
　　136 /* clear DRCMR0 ~ DRCMR63 */
　　137 for (i = 0i <64i++)
　　138 DRCMR(i) = 0x0
　　139
　　140 /* clear DRCMR64 ~ DRCMR99 */
　　141 for (i = 0i <36i++)
　　142 *(( volatile uint32_t *)&DRCMR64 + i) = 0x0
　　143
　　144 /* clear all the 32 DMA descriptors */
　　145 for (i = 0i <32 * 4i++)
　　146 *(( volatile uint32_t *)&DDADR0 + i) = 0x0
　　147 }
　　
　　该函数初始化所有通道的DMA寄存器，比如DCSR、DINT、DRCMR和DDADR等。
　　
　　150 static int __init pxa_dma_init ( void)
　　151 {
　　152 int ret;
　　153
　　154 ret = request_irq (IRQ_DMA, dma_irq_handler, 0, "DMA", NULL);
　　155 if (ret)
　　156 printk (KERN_CRIT "Wow! Can't register IRQ for DMA/n");
　　157 return ret;
　　158 }
　　
　　初始化DMA，向系统注册一个中断处理函数。
　　
　　补充说明几点：
　　1. ARM平台对DMA操作做了一次抽象，它让DMA操作可以独立于具体硬件平台，这样驱动程序具有更好的可移植性，但不清楚什么原因，marvell的DMA实现并没有按照这个标准的方式去做。ARM对DMA的抽象如下：
　　 struct dma_ops {
　　 int (*request)(dmach_t, dma_t *); /* optional */
　　 void (*free)(dmach_t, dma_t *); /* optional */
　　 void (*enable)(dmach_t, dma_t *); /* mandatory */
　　 void (*disable)(dmach_t, dma_t *); /* mandatory */
　　 int (*residue)(dmach_t, dma_t *); /* optional */
　　 int (*setspeed)(dmach_t, dma_t *, int); /* optional */
　　 char *type;
　　};
　　 struct dma_struct {
　　 struct scatterlist buf; /* single DMA */
　　 int sgcount; /* number of DMA SG */
　　 struct scatterlist *sg; /* DMA Scatter-Gather List */
　　 unsigned int active:1/* Transfer active */
　　 unsigned int invalid:1 /* Address/Count changed */
　　 unsigned int using_sg:1 /* using scatter list? */
　　dmamode_t dma_mode; /* DMA mode */
　　 int speed; /* DMA speed */
　　 unsigned int lock; /* Device is allocated */
　　 const char *device_id; /* Device name */
　　 unsigned int dma_base; /* Controller base address */
　　 int dma_irq; /* Controller IRQ */
　　 struct scatterlist cur_sg; /* Current controller buffer */
　　 unsigned int state;
　　 struct dma_ops *d_ops;
　　};
　　
　　
　　2. 前面的代码没有涉及DMA的使用方法，这里我们看一段串口中代码，以补其不足。
　　672 static void pxa_uart_receive_dma_start( struct uart_pxa_port *up)
　　673 {
　　674 dbg("enter");
　　675 DCSR(up->rxdma) = DCSR_NODESC;// | DCSR_EORSTOPEN | DCSR_EORIRQEN;
　　676 DSADR(up->rxdma) = up->port.mapbase;
　　677 DTADR(up->rxdma) = up->rxdma_addr_phys;
　　678 DCMD(up->rxdma) = DCMD_INCTRGADDR | DCMD_FLOWSRC | DCMD_ENDIRQEN | DCMD_WIDTH1 | DCMD_BURST16 | DMA_BLOCK;
　　679 DCSR(up->rxdma) |= DCSR_RUN;
　　680 dbg("exit");
　　681 }
　　
　　675在marvell平台上，DMA有两种工作方式，一种可以传输多个不连续地址的buffer，称之为描述符方式传输。另外一种一次只能传输一个buffer，称为非描述符方式。这里设置为非描述符方式。
　　676 设置源地址，其为串口的FIFO。
　　677 设置目标地址，其为物理内存地址。
　　678 设置命令寄存器。目标地址是内存，所以要加上DCMD_INCTRGADDR标志要求自动增加目标地址。而源地址是FIFO不需要显式的改变地址，所以不需要设置DCMD_INCSRCADDR标志。目标地址是内存，所以无需要流控。而源地址是FIFO，所以要设置源端流控DCMD_FLOWSRC标志。DCMD_ENDIRQEN标志允许传输完成时发现中断，DCMD_WIDTH1指明一个字节宽度，DCMD_BURST16指明一次传输16个字节，DMA_BLOCK指明传输数据的长度。
　　
　　679 启动传输。
　　
　　951 if (0 == up->rxdma) {
　　952 up->rxdma =
　　953 pxa_request_dma(up->name, DMA_PRIO_LOW, pxa_uart_receive_dma, up);
　　954 if (up->rxdma <0)
　　955 goto out;
　　956 }
　　971 if (NULL == up->rxdma_addr) {
　　972 up->rxdma_addr = dma_alloc_coherent(NULL, DMA_BLOCK, &up->rxdma_addr_phys, GFP_KERNEL);
　　973 if (!up->rxdma_addr)
　　974 goto rxdma_err_alloc;
　　975 }
　　
　　951-956 注册DMA通道，pxa_uart_receive_dma为中断处理函数。
　　971-975 分配用于DMA传输的内存。
　　
　　~~end~~
　　
　　
　　
　　
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