S3C2410的linux 下DMA驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)
本文將包括如下內容:
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/201611/319008.htmDMA驅動(dòng)主要函數功能
驅動(dòng)中關(guān)鍵技術(shù)分析
具體的DMA實(shí)例分析
申明:本DMA驅動(dòng)開(kāi)發(fā)介紹僅適合S3C2410處理器類(lèi)型,分析源碼為韓國MIZI研究中心維護的dma驅動(dòng)代碼: linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h,linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c,其它處理器平臺DMA開(kāi)發(fā)可比對此文,自行分析。
DMA驅動(dòng)主要數據結構(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h)
S3C2410有四通道DMA,每通道有9個(gè)控制寄存器:6個(gè)控制寄存器控制DMA傳輸,其它3個(gè)監視DMA控制器狀態(tài)。
(1)DMA單個(gè)內核緩沖區數據結構:
typedef struct dma_buf_s {
int size;
dma_addr_t dma_start;
int ref;
void *id;
int write;
struct dma_buf_s *next;
} dma_buf_t;
(2)DMA寄存器數據結構
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;//狀態(tài)寄存器
volatile u_long DCSRC;//當前源
volatile u_long DCDST;//當前目的
volatile u_long DMASKTRIG;//觸發(fā)掩碼寄存器
} dma_regs_t;
(3)DMA設備數據結構
typedef struct {
dma_callback_t callback;//DMA操作完成后的回調函數,在中斷處理例程中調用
u_long dst;//目的寄存器內容
u_long src;//源寄存器內容
u_long ctl;//此設備的控制寄存器內容
u_long dst_ctl;//目的控制寄存器內容
u_long src_ctl;//源控制寄存器內容
} dma_device_t;
(4)DMA通道數據結構
typedef struct {
dmach_t channel;//通道號:可為0,1,2,3
unsigned int in_use;
const char *device_id;
dma_buf_t *head;
dma_buf_t *tail;
dma_buf_t *curr;
unsigned long queue_count;
int active;
dma_regs_t *regs;
int irq;
dma_device_t write;
dma_device_t read;
} s3c2410_dma_t;
以下分配了四個(gè)DMA通道:
s3c2410_dma_t dma_chan[MAX_S3C2410_DMA_CHANNELS];
每個(gè)DMA通道維護著(zhù)一個(gè)多緩沖區組成的單鏈表等待隊列,執行DMA操作時(shí)先更新DMA通道控制寄存器內容,再依次摘取當前緩沖區投入使用,緩沖區頭指針順次前移;需要插入新的緩沖區時(shí),可從head或tail插入;
DMA驅動(dòng)主要函數功能分析(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c)
寫(xiě)一個(gè)DMA驅動(dòng)的主要工作包括:DMA通道申請、DMA中斷申請、控制寄存器設置、掛入DMA等待隊列、清除DMA中斷、釋放DMA通道。Dma.c中對這些工作作了很好的實(shí)現,以下具體分析關(guān)鍵函數:
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);
函數描述:申請某通道的DMA資源,填充s3c2410_dma_t 數據結構的內容,申請DMA中斷。
輸入參數:device_id DMA 設備名;channel 通道號;
write_cb DMA寫(xiě)操作完成的回調函數;read_cb DMA讀操作完成的回調函數
輸出參數:若channel通道已使用,出錯返回;否則,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);
函數描述:這是DMA操作最關(guān)鍵的函數,它完成了一系列動(dòng)作:分配并初始化一個(gè)DMA內核緩沖區控制結構,并將它插入DMA等待隊列,設置DMA控制寄存器內容,等待DMA操作觸發(fā)
輸入參數: channel 通道號;buf_id,緩沖區標識
dma_addr_t data DMA數據緩沖區起始物理地址;size DMA數據緩沖區大??;write 是寫(xiě)還是讀操作
輸出參數:操作成功,返回0;否則,返回錯誤號
int s3c2410_dma_stop(dmach_t channel)
函數描述:停止DMA操作。
int s3c2410_dma_flush_all(dmach_t channel)
函數描述:釋放DMA通道所申請的所有內存資源
void s3c2410_free_dma(dmach_t channel)
函數描述:釋放DMA通道
因為各函數功能強大,一個(gè)完整的DMA驅動(dòng)程序中一般只需調用以上3個(gè)函數即可??稍隍寗?dòng)初始化中調用s3c2410_request_dma,開(kāi)始DMA傳輸前調用s3c2410_dma_queue_buffer,釋放驅動(dòng)模塊時(shí)調用s3c2410_free_dma。
具體的DMA實(shí)例分析
Linux下的IIS音頻驅動(dòng)主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c文件中。它定義了2個(gè)重要的數據結構audio_bufer_t, 管理audio緩沖區的數據結構;audio_stream_t 管理多緩沖區的數據結構,它為音頻流數據組成了一個(gè)環(huán)形緩沖區。
我們先看一下加載驅動(dòng)模塊時(shí)的初始化函數:int __init s3c2410_uda1341_init(void),該函數先初始化IO和UDA341芯片,然后語(yǔ)句s3c2410_request_dma("I2SSDO", s->dma_ch, audio_dmaout_done_callback, NULL);申請了一個(gè)DMA通道用于輸出音頻數據;
smdk2410_audio_write是音頻驅動(dòng)最關(guān)鍵的函數,它從用戶(hù)進(jìn)程中拷貝音頻數據流至DMA內核緩沖區,然后適用DMA通道2把音頻數據發(fā)送出去,從而輸出聲音。我們可以在smdk2410_audio_write 中發(fā)現語(yǔ)句s3c2410_dma_queue_buffer(s->dma_ch, (void *) b,b->dma_addr, b->size, DMA_BUF_WR);就是它為DMA寫(xiě)操作作好了一切準備,當I2SSDO中斷到來(lái),DMA2通道執行一次寫(xiě)操作(從DMA緩沖寫(xiě)往IO地址0x55000010)。
smdk2410_audio_release函數中先后調用了s3c2410_dma_flush_all、s3c2410_free_dma釋放DMA2占用的內存資源、和釋放DMA2通道。
后記
DMA操作直接關(guān)系到CPU性能的提升,s3c2410提供了4個(gè)DMA通道可實(shí)現無(wú)約束的系統總線(xiàn)(AHB)或者外設總線(xiàn)之間(APB)的數據傳輸,功能強大。
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