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ARM-Linux驅(qū)動--DMA驅(qū)動分析（一）

作者： 時間：2016-11-20 來源：網(wǎng)絡 收藏
硬件平臺：FL2440 （s3c2440）

內(nèi)核版本：2.6.35

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201611/319010.htm

主機平臺：Ubuntu 11.04

內(nèi)核版本：2.6.39

1、DMA的功能和工作原理這里就不多說了，可以查看s3c2440的手冊

2、在正式分析DMA驅(qū)動之前，我們先來看一下DMA的注冊和初始化過程

系統(tǒng)設(shè)備：（翻譯自源碼注釋）

系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)模型有點不同，它不需要動態(tài)綁定驅(qū)動，不能被探測（probe），不歸結(jié)為任何的系統(tǒng)總線，所以要區(qū)分對待。對待系統(tǒng)設(shè)備我們?nèi)匀灰性O(shè)備驅(qū)動的觀念，因為我們需要對設(shè)備進行基本的操作。

定義系統(tǒng)設(shè)備，在./arch/arm/mach-s3c2440/s3c244x.c中


  1. /*定義系統(tǒng)設(shè)備類*/
  2. structsysdev_classs3c2440_sysclass={
  3. .name="s3c2440-core",
  4. .suspend=s3c244x_suspend,
  5. .resume=s3c244x_resume
  6. };
注冊系統(tǒng)設(shè)備類，在真正注冊設(shè)備之前，確保已經(jīng)注冊了初始化了的系統(tǒng)設(shè)備類


  1. staticint__inits3c2440_core_init(void)
  2. {
  3. returnsysdev_class_register(&s3c2440_sysclass);
  4. }

下面就是系統(tǒng)設(shè)備類的注冊函數(shù)，在./drivers/base/sys.c中

  1. intsysdev_class_register(structsysdev_class*cls)
  2. {
  3. intretval;
  5. pr_debug("Registeringsysdevclass%sn",cls->name);
  7. INIT_LIST_HEAD(&cls->drivers);
  8. memset(&cls->kset.kobj,0x00,sizeof(structkobject));
  9. cls->kset.kobj.parent=&system_kset->kobj;
  10. cls->kset.kobj.ktype=&ktype_sysdev_class;
  11. cls->kset.kobj.kset=system_kset;
  13. retval=kobject_set_name(&cls->kset.kobj,"%s",cls->name);
  14. if(retval)
  15. returnretval;
  17. retval=kset_register(&cls->kset);
  18. if(!retval&&cls->attrs)
  19. retval=sysfs_create_files(&cls->kset.kobj,
  20. (conststructattribute**)cls->attrs);
  21. returnretval;
  22. }

  1. /*定義DMA系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動*/
  2. staticstructsysdev_drivers3c2440_dma_driver={
  3. .add=s3c2440_dma_add,/*添加add函數(shù)*/
  4. };
下面是add函數(shù)，就是調(diào)用三個函數(shù)

  1. staticint__inits3c2440_dma_add(structsys_device*sysdev)
  2. {
  3. s3c2410_dma_init();
  4. s3c24xx_dma_order_set(&s3c2440_dma_order);
  5. returns3c24xx_dma_init_map(&s3c2440_dma_sel);
  6. }
注冊DMA驅(qū)動到系統(tǒng)設(shè)備

  1. staticint__inits3c2440_dma_init(void)
  2. {
  3. returnsysdev_driver_register(&s3c2440_sysclass,&s3c2440_dma_driver);
  4. }
下面就是系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動的注冊函數(shù)

  1. /**
  2. *sysdev_driver_register-Registerauxillarydriver
  3. *@cls:Deviceclassdriverbelongsto.
  4. *@drv:Driver.
  5. *
  6. *@drvisinsertedinto@cls->driverstobe
  7. *calledoneachoperationondevicesofthatclass.Therefcount
  8. *of@clsisincremented.
  9. */
  11. intsysdev_driver_register(structsysdev_class*cls,structsysdev_driver*drv)
  12. {
  13. interr=0;
  15. if(!cls){
  16. WARN(1,KERN_WARNING"sysdev:invalidclasspassedto"
  17. "sysdev_driver_register!n");
  18. return-EINVAL;
  19. }
  21. /*Checkwhetherthisdriverhasalreadybeenaddedtoaclass.*/
  22. if(drv->entry.next&&!list_empty(&drv->entry))
  23. WARN(1,KERN_WARNING"sysdev:class%s:driver(%p)hasalready"
  24. "beenregisteredtoaclass,somethingiswrong,but"
  25. "willforgeon!n",cls->name,drv);
  27. mutex_lock(&sysdev_drivers_lock);
  28. if(cls&&kset_get(&cls->kset)){
  29. list_add_tail(&drv->entry,&cls->drivers);/*將設(shè)備驅(qū)動添加到系統(tǒng)設(shè)備類的鏈表中*/
  31. /*Ifdevicesofthisclassalreadyexist,tellthedriver*/
  32. if(drv->add){
  33. structsys_device*dev;
  34. list_for_each_entry(dev,&cls->kset.list,kobj.entry)
  35. drv->add(dev);
  36. }
  37. }else{
  38. err=-EINVAL;
  39. WARN(1,KERN_ERR"%s:invaliddeviceclassn",__func__);
  40. }
  41. mutex_unlock(&sysdev_drivers_lock);
  42. returnerr;
  43. }
在./arch/arm/mach-s3c2440/s3c2440.c中定義s3c2440的系統(tǒng)設(shè)備和注冊

  1. staticstructsys_devices3c2440_sysdev={
  2. .cls=&s3c2440_sysclass,/*定義系統(tǒng)設(shè)備的所屬系統(tǒng)設(shè)備類，用于系統(tǒng)設(shè)備注冊到指定設(shè)備類*/
  3. };
  4. /*S3C2440初始化*/
  5. int__inits3c2440_init(void)
  6. {
  7. printk("S3C2440:Initialisingarchitecturen");
  9. s3c24xx_gpiocfg_default.set_pull=s3c_gpio_setpull_1up;
  10. s3c24xx_gpiocfg_default.get_pull=s3c_gpio_getpull_1up;
  12. /*changeirqforwatchdog*/
  14. s3c_device_wdt.resource[1].start=IRQ_S3C2440_WDT;
  15. s3c_device_wdt.resource[1].end=IRQ_S3C2440_WDT;
  17. /*registeroursystemdeviceforeverythingelse*/
  19. returnsysdev_register(&s3c2440_sysdev);/*注冊s3c2440的系統(tǒng)設(shè)備*/
  20. }
接下來是系統(tǒng)設(shè)備的注冊函數(shù)


  1. /**
  2. *sysdev_register-addasystemdevicetothetree
  3. *@sysdev:deviceinquestion
  4. *
  5. */
  6. /*系統(tǒng)設(shè)備的注冊*/
  7. intsysdev_register(structsys_device*sysdev)
  8. {
  9. interror;
  10. structsysdev_class*cls=sysdev->cls;/*所屬的系統(tǒng)設(shè)備類*/
  12. if(!cls)
  13. return-EINVAL;
  15. pr_debug("Registeringsysdeviceofclass%sn",
  16. kobject_name(&cls->kset.kobj));
  18. /*initializethekobjectto0,incaseithadpreviouslybeenused*/
  19. memset(&sysdev->kobj,0x00,sizeof(structkobject));
  21. /*Makesuretheksetisset*/
  22. sysdev->kobj.kset=&cls->kset;
  24. /*Registertheobject*/
  25. error=kobject_init_and_add(&sysdev->kobj,&ktype_sysdev,NULL,
  26. "%s%d",kobject_name(&cls->kset.kobj),
  27. sysdev->id);
  29. if(!error){
  30. structsysdev_driver*drv;
  32. pr_debug("Registeringsysdevice%sn",
  33. kobject_name(&sysdev->kobj));
  35. mutex_lock(&sysdev_drivers_lock);
  36. /*Genericnotificationisimplicit,becauseitsthat
  37. *codethatshouldhavecalledus.
  38. */
  40. /*Notifyclassauxillarydrivers*/
  41. list_for_each_entry(drv,&cls->drivers,entry){
  42. if(drv->add)
  43. drv->add(sysdev);/*遍歷該設(shè)備所屬同一個設(shè)備類的所有設(shè)備，并執(zhí)行相應的add函數(shù)*/
  44. }
  45. mutex_unlock(&sysdev_drivers_lock);
  46. kobject_uevent(&sysdev->kobj,KOBJ_ADD);
  47. }
  49. returnerror;
  50. }
那DMA系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動中的add函數(shù)中到底是什么呢？

（1）首先看第一個函數(shù)int __init s3c2410_dma_init(void)，在./arch/arm/plat-s3c24xx/dma.c

[cpp]view plaincopy
  1. int__inits3c2410_dma_init(void)
  2. {
  3. returns3c24xx_dma_init(4,IRQ_DMA0,0x40);
  4. }
實際上就是初始化DMA為4通道，設(shè)置中斷號，設(shè)置寄存器的覆蓋范圍

下面是該函數(shù)的實現(xiàn)

  1. int__inits3c24xx_dma_init(unsignedintchannels,unsignedintirq,
  2. unsignedintstride)/*參數(shù)分別為通道個數(shù)、中斷號、寄存器的覆蓋范圍*/
  3. {
  4. structs3c2410_dma_chan*cp;/*通道的結(jié)構(gòu)體表示*/
  5. intchannel;
  6. intret;
  8. printk("S3C24XXDMADriver,Copyright2003-2006SimtecElectronicsn");
  10. dma_channels=channels;
  12. dma_base=ioremap(S3C24XX_PA_DMA,stride*channels);
  13. if(dma_base==NULL){
  14. printk(KERN_ERR"dmafailedtoremapregisterblockn");
  15. return-ENOMEM;
  16. }
  18. /*分配DMA告訴緩沖區(qū)*/
  19. dma_kmem=kmem_cache_create("dma_desc",
  20. sizeof(structs3c2410_dma_buf),0,
  21. SLAB_HWCACHE_ALIGN,
  22. s3c2410_dma_cache_ctor);
  24. if(dma_kmem==NULL){
  25. printk(KERN_ERR"dmafailedtomakekmemcachen");
  26. ret=-ENOMEM;
  27. gotoerr;
  28. }
  30. for(channel=0;channel
  31. cp=&s3c2410_chans[channel];
  33. memset(cp,0,sizeof(structs3c2410_dma_chan));
  35. /*dmachannelirqsareinorder..*/
  36. cp->number=channel;
  37. cp->irq=channel+irq;
  38. cp->regs=dma_base+(channel*stride);
  40. /*pointcurrentstatssomewhere*/
  41. cp->stats=&cp->stats_store;
  42. cp->stats_store.timeout_shortest=LONG_MAX;
  44. /*basicchannelconfiguration*/
  46. cp->load_timeout=1<<18;
  48. printk("DMAchannel%dat%p,irq%dn",
  49. cp->number,cp->regs,cp->irq);
  50. }
  52. return0;
  54. /*異常處理*/
  55. err:
  56. kmem_cache_destroy(dma_kmem);
  57. iounmap(dma_base);
  58. dma_base=NULL;
  59. returnret;
  60. }

（2）然后是函數(shù)s3c24xx_dma_order_set(&s3c2440_dma_order);

  1. int__inits3c24xx_dma_order_set(structs3c24xx_dma_order*ord)
  2. {
  3. structs3c24xx_dma_order*nord=dma_order;
  5. if(nord==NULL)
  6. nord=kmalloc(sizeof(structs3c24xx_dma_order),GFP_KERNEL);
  8. if(nord==NULL){
  9. printk(KERN_ERR"nomemorytostoredmachannelordern");
  10. return-ENOMEM;
  11. }
  13. dma_order=nord;
  14. memcpy(nord,ord,sizeof(structs3c24xx_dma_order));
  15. return0;
  16. }
我們注意到函數(shù)中使用了kmalloc給結(jié)構(gòu)體重新分配了內(nèi)存，這是由于__initdata修飾的變量表示初始化用的變量，初始化完畢后空間自動釋放，所以需要將其存儲起來。

（3）最后一個函數(shù)s3c24xx_dma_init_map(&s3c2440_dma_sel)

該函數(shù)功能是建立DMA源與硬件通道的映射圖

  1. int__inits3c24xx_dma_init_map(structs3c24xx_dma_selection*sel)
  2. {
  3. structs3c24xx_dma_map*nmap;
  4. size_tmap_sz=sizeof(*nmap)*sel->map_size;
  5. intptr;
  7. nmap=kmalloc(map_sz,GFP_KERNEL);
  8. if(nmap==NULL)
  9. return-ENOMEM;
  11. memcpy(nmap,sel->map,map_sz);
  12. memcpy(&dma_sel,sel,sizeof(*sel));
  14. dma_sel.map=nmap;
  16. for(ptr=0;ptrmap_size;ptr++)
  17. s3c24xx_dma_check_entry(nmap+ptr,ptr);
  19. return0;
  20. }
這里的kmalloc函數(shù)的作用同上面的作用一樣。

注：由于內(nèi)核實在是太深了，這里只是表面上按流程大體了解了子同設(shè)備的注冊和系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動的注冊以及DMA設(shè)備的注冊和初始化，函數(shù)中有很多細節(jié)有待進一步研究。

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