ISA總線(xiàn)的DMA技術(shù)

　　同I/O端口資源類(lèi)似，設備驅動(dòng)程序必須在一開(kāi)始就調用request_dma()函數來(lái)向內核申請DMA通道資源的使用權。而且，最好在設備驅動(dòng)程序的open()方法中完成這個(gè)操作，而不是在模塊的初始化例程中調用這個(gè)函數。因為這在一定程度上可以讓多個(gè)設備共享DMA通道資源(只要多個(gè)設備不同時(shí)使用一個(gè)DMA通道)。這種共享有點(diǎn)類(lèi)似于進(jìn)程對CPU的分時(shí)共享。

　　設備使用完DMA通道后，其驅動(dòng)程序應該記得調用free_dma()函數來(lái)釋放所占用的DMA通道資源。通常，最好再驅動(dòng)程序的release()方法中調用該函數，而不是在模塊的卸載例程中進(jìn)行調用。

　　還需要注意的一個(gè)問(wèn)題是：資源的申請順序。為了避免死鎖(deadlock)，驅動(dòng)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(shí)則要先釋放DMA通道，然后再釋放中斷號資源。

　　使用DMA的ISA設備驅動(dòng)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

　　由于8237 DMAC只能尋址系統RAM中低16MB物理內存，因此：ISA設備驅動(dòng)程序在申請DMA緩沖區時(shí)，一定要以GFP_DMA標志來(lái)調用kmalloc()函數或get_free_pages()函數，以便在系統內存的DMA區中分配物理內存。

　　5.3 編程DMAC

　　設備驅動(dòng)程序可以在他的read()方法、write()方法或ISR中對DMAC進(jìn)行編程，以便準備啟動(dòng)一個(gè)DMA傳輸事務(wù)。一個(gè)DMA傳輸事務(wù)有兩種典型的過(guò)程：(1)用戶(hù)請求設備進(jìn)行DMA傳輸;(2)硬件異步地將外部數據寫(xiě)道系統中。

　　用戶(hù)通過(guò)I/O請求觸發(fā)設備進(jìn)行DMA傳輸的步驟如下：

　　1.用戶(hù)進(jìn)程通過(guò)系統調用read()/write()來(lái)調用設備驅動(dòng)程序的read()方法或write()方法，然后由設備驅動(dòng)程序read/write方法負責申請DMA緩沖區，對DMAC進(jìn)行編程，以準備啟動(dòng)一個(gè)DMA傳輸事務(wù)，最后正確地設置設備(setup device)，并將用戶(hù)進(jìn)程投入睡眠。

　　2.DMAC負責在DMA緩沖區和I/O外設之間進(jìn)行數據傳輸，并在結束后觸發(fā)一個(gè)中斷。

　　3.設備的ISR檢查DMA傳輸事務(wù)是否成功地結束，并將數據從DMA緩沖區中拷貝到驅動(dòng)程序的其他內核緩沖區中(對于I/O device to memory的情況)。然后喚醒睡眠的用戶(hù)進(jìn)程。

　　硬件異步地將外部數據寫(xiě)到系統中的步驟如下：

　　1.外設觸發(fā)一個(gè)中斷通知系統有新數據到達。

　　2.ISR申請一個(gè)DMA緩沖區，并對DMAC進(jìn)行編程，以準備啟動(dòng)一個(gè)DMA傳輸事務(wù)，最后正確地設置好外設。

　　3.硬件將外部數據寫(xiě)到DMA緩沖區中，DMA傳輸事務(wù)結束后，觸發(fā)一個(gè)中斷。

　　4. ISR檢查DMA傳輸事務(wù)是否成功地結束，然后將DMA緩沖區中的數據拷貝驅動(dòng)程序的其他內核緩沖區中，最后喚醒相關(guān)的等待進(jìn)程。

　　網(wǎng)卡就是上述過(guò)程的一個(gè)典型例子。

　　為準備一個(gè)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(gè)DMA傳輸事務(wù)是否成功地結束的代碼段如下：

　　int residue;

　　unsigned long flags = claim_dma_lock();

　　residue = get_dma_residue(dmanr);

　　release_dma_lock(flags);

　　ASSERT(residue == 0);