ISA總線的DMA技術(shù)

　　同I/O端口資源類似，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須在一開(kāi)始就調(diào)用request_dma()函數(shù)來(lái)向內(nèi)核申請(qǐng)DMA通道資源的使用權(quán)。而且，最好在設(shè)備驅(qū)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(diào)用這個(gè)函數(shù)。因?yàn)檫@在一定程度上可以讓多個(gè)設(shè)備共享DMA通道資源(只要多個(gè)設(shè)備不同時(shí)使用一個(gè)DMA通道)。這種共享有點(diǎn)類似于進(jìn)程對(duì)CPU的分時(shí)共享。

　　設(shè)備使用完DMA通道后，其驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)該記得調(diào)用free_dma()函數(shù)來(lái)釋放所占用的DMA通道資源。通常，最好再驅(qū)動(dòng)程序的release()方法中調(diào)用該函數(shù)，而不是在模塊的卸載例程中進(jìn)行調(diào)用。

　　還需要注意的一個(gè)問(wèn)題是：資源的申請(qǐng)順序。為了避免死鎖(deadlock)，驅(qū)動(dòng)程序一定要在申請(qǐng)了中斷號(hào)資源后才申請(qǐng)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(hào)資源。

　　使用DMA的ISA設(shè)備驅(qū)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(qǐng)DMA緩沖區(qū)

　　由于8237 DMAC只能尋址系統(tǒng)RAM中低16MB物理內(nèi)存，因此：ISA設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在申請(qǐng)DMA緩沖區(qū)時(shí)，一定要以GFP_DMA標(biāo)志來(lái)調(diào)用kmalloc()函數(shù)或get_free_pages()函數(shù)，以便在系統(tǒng)內(nèi)存的DMA區(qū)中分配物理內(nèi)存。

　　5.3 編程DMAC

　　設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以在他的read()方法、write()方法或ISR中對(duì)DMAC進(jìn)行編程，以便準(zhǔn)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)用戶請(qǐng)求設(shè)備進(jìn)行DMA傳輸;(2)硬件異步地將外部數(shù)據(jù)寫道系統(tǒng)中。

　　用戶通過(guò)I/O請(qǐng)求觸發(fā)設(shè)備進(jìn)行DMA傳輸?shù)牟襟E如下：

　　1.用戶進(jìn)程通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用read()/write()來(lái)調(diào)用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的read()方法或write()方法，然后由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序read/write方法負(fù)責(zé)申請(qǐng)DMA緩沖區(qū)，對(duì)DMAC進(jìn)行編程，以準(zhǔn)備啟動(dòng)一個(gè)DMA傳輸事務(wù)，最后正確地設(shè)置設(shè)備(setup device)，并將用戶進(jìn)程投入睡眠。

　　2.DMAC負(fù)責(zé)在DMA緩沖區(qū)和I/O外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并在結(jié)束后觸發(fā)一個(gè)中斷。

　　3.設(shè)備的ISR檢查DMA傳輸事務(wù)是否成功地結(jié)束，并將數(shù)據(jù)從DMA緩沖區(qū)中拷貝到驅(qū)動(dòng)程序的其他內(nèi)核緩沖區(qū)中(對(duì)于I/O device to memory的情況)。然后喚醒睡眠的用戶進(jìn)程。

　　硬件異步地將外部數(shù)據(jù)寫到系統(tǒng)中的步驟如下：

　　1.外設(shè)觸發(fā)一個(gè)中斷通知系統(tǒng)有新數(shù)據(jù)到達(dá)。

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

　　3.硬件將外部數(shù)據(jù)寫到DMA緩沖區(qū)中，DMA傳輸事務(wù)結(jié)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(jié)束，然后將DMA緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝驅(qū)動(dòng)程序的其他內(nèi)核緩沖區(qū)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(zhǔn)備一個(gè)DMA傳輸事務(wù)而對(duì)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(jié)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);