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S3C2410的linux 下DMA驱动程序开发

时间:11-20 来源:互联网 点击:
网上介绍LINUX下的一般驱动程序开发示例浩如烟海,或是因为简单,关于DMA驱动的介绍却寥寥无几;近期zhaoyang因工作需要,花了几日时间开发了某设备在S3C2410处理器Linux下DMA通信的驱动程序,有感于刚接手时无资料借鉴的茫然,故写点介绍,期待能给有DMA开发任务的网友们一点帮助。

本文将包括如下内容:

DMA驱动主要函数功能
驱动中关键技术分析
具体的DMA实例分析
申明:本DMA驱动开发介绍仅适合S3C2410处理器类型,分析源码为韩国MIZI研究中心维护的dma驱动代码: linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h,linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c,其它处理器平台DMA开发可比对此文,自行分析。

DMA驱动主要数据结构(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.h)
S3C2410有四通道DMA,每通道有9个控制寄存器:6个控制寄存器控制DMA传输,其它3个监视DMA控制器状态。

(1)DMA单个内核缓冲区数据结构:

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寄存器数据结构

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;//状态寄存器

volatile u_long DCSRC;//当前源

volatile u_long DCDST;//当前目的

volatile u_long DMASKTRIG;//触发掩码寄存器

} dma_regs_t;

(3)DMA设备数据结构

typedef struct {

dma_callback_t callback;//DMA操作完成后的回调函数,在中断处理例程中调用

u_long dst;//目的寄存器内容

u_long src;//源寄存器内容

u_long ctl;//此设备的控制寄存器内容

u_long dst_ctl;//目的控制寄存器内容

u_long src_ctl;//源控制寄存器内容

} dma_device_t;

(4)DMA通道数据结构

typedef struct {

dmach_t channel;//通道号:可为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;

以下分配了四个DMA通道:

s3c2410_dma_t dma_chan[MAX_S3C2410_DMA_CHANNELS];

每个DMA通道维护着一个多缓冲区组成的单链表等待队列,执行DMA操作时先更新DMA通道控制寄存器内容,再依次摘取当前缓冲区投入使用,缓冲区头指针顺次前移;需要插入新的缓冲区时,可从head或tail插入;

DMA驱动主要函数功能分析(linux/arch/arm/mach-s3c2410/dma.c)
写一个DMA驱动的主要工作包括:DMA通道申请、DMA中断申请、控制寄存器设置、挂入DMA等待队列、清除DMA中断、释放DMA通道。Dma.c中对这些工作作了很好的实现,以下具体分析关键函数:

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);

函数描述:申请某通道的DMA资源,填充s3c2410_dma_t 数据结构的内容,申请DMA中断。

输入参数:device_id DMA 设备名;channel 通道号;

write_cb DMA写操作完成的回调函数;read_cb DMA读操作完成的回调函数

输出参数:若channel通道已使用,出错返回;否则,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);

函数描述:这是DMA操作最关键的函数,它完成了一系列动作:分配并初始化一个DMA内核缓冲区控制结构,并将它插入DMA等待队列,设置DMA控制寄存器内容,等待DMA操作触发

输入参数: channel 通道号;buf_id,缓冲区标识

dma_addr_t data DMA数据缓冲区起始物理地址;size DMA数据缓冲区大小;write 是写还是读操作

输出参数:操作成功,返回0;否则,返回错误号

int s3c2410_dma_stop(dmach_t channel)
函数描述:停止DMA操作。

int s3c2410_dma_flush_all(dmach_t channel)
函数描述:释放DMA通道所申请的所有内存资源

void s3c2410_free_dma(dmach_t channel)
函数描述:释放DMA通道

因为各函数功能强大,一个完整的DMA驱动程序中一般只需调用以上3个函数即可。可在驱动初始化中调用s3c2410_request_dma,开始DMA传输前调用s3c2410_dma_queue_buffer,释放驱动模块时调用s3c2410_free_dma。

具体的DMA实例分析
Linux下的IIS音频驱动主要都在/kernel/drivers/sound/s3c2410-uda1341.c文件中。它定义了2个重要的数据结构audio_bufer_t, 管理audio缓冲区的数据结构;audio_stream_t 管理多缓冲区的数据结构,它为音频流数据组成了一个环形缓冲区。

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