ISA总线的DMA技术

ter)

用于向各DMA通道发出DMA请求。各位的定义如下：

(4)屏蔽寄存器(Mask Register)用来屏蔽

某个DMA通道。当一个DMA通道被屏蔽后，它就不能在服务于DMA请求，直到通道的屏蔽码被清除。各位的定义如下：

上述屏蔽寄存器也称为“单通道屏蔽寄存器”(Single Channel Mask Register)，因为它一次只能屏蔽一个通道。此外含有一个屏蔽寄存器，可以实现一次屏蔽所有4个DMA通道，如下：

(5)状态寄存器(Status Register)

一个只读的8位寄存器，表示各DMA通道的当前状态。比如：DMA通道是否正服务于一个DMA请求，或者某个DMA通道上的DMA传输事务已经完成。

2.3 8237 DMAC的I/O端口地址

主、从8237 DMAC的各个寄存器都是编址在I/O端口空间的。而且其中有些I/O端口地址对于I/O读、写操作有不同的表示含义。如下表示所示：

Slave DMAC’s I/O port Master DMAC’sI/O port read write

0x000 0x0c0 Channel 0/4 的Address Register

0x001 0x0c1 Channel 0/4的Count Register

0x002 0x0c2 Channel 1/5 的Address Register

0x003 0x0c3 Channel 1/5的Count Register

0x004 0x0c4 Channel 2/6的Address Register

0x005 0x0c5 Channel 2/6的Count Register

0x006 0x0c6 Channel 3/7的Address Register

0x007 0x0c7 Channel 3/7的Count Register

0x008 0x0d0 Status Register Command Register

0x009 0x0d2 Request Register

0x00a 0x0d4 Single Channel Mask Register

0x00b 0x0d6 Mode Register

0x00c 0x0d8 Clear Flip-Flop Register

0x00d 0x0da Temporary Register Reset DMA controller

0x00e 0x0dc Reset all channel masks

0x00f 0x0de all-channels Mask Register

各DMA通道的Page Register在I/O端口空间中的地址如下：

DMA channel Page Register’sI/O port address

0 0x087

1 0x083

2 0x081

3 0x082

4 0x08f

5 0x08b

6 0x089

7 0x08a

注意两点：

1. 各DMA通道的Address Register是一个16位的寄存器，但其对应的I/O端口是8位宽，因此对这个寄存器的读写就需要两次连续的I/O端口读写操作，低8位首先被发送，然后紧接着发送高8位。

2. 各DMA通道的Count Register：这也是一个16位宽的寄存器(无论对于8位DMA还是16位DMA)，但相对应的I/O端口也是8位宽，因此读写这个寄存器同样需要两次连续的I/O端口读写操作，而且同样是先发送低8位，再发送高8位。往这个寄存器中写入的值应该是实际要传输的数据长度减1后的值。在DMA传输事务期间，这个寄存器中的值在每次DMA传输操作后都会被减1，因此读取这个寄存器所得到的值将是当前DMA事务所剩余的未传输数据长度减1后的值。当DMA传输事务结束时，该寄存器中的值应该被置为0。

2.4 DMA通道的典型使用

在一个典型的PC机中，某些DMA通道通常被固定地用于一些PC机中的标准外设，如下所示：

Channel Size Usage

0 8-bit Memory Refresh

1 8-bit Free

2 8-bit Floppy Disk Controller

3 8-bit Free

4 16-bit Cascading

5 16-bit Fr

ee

6 16-bit Free

7 16-bit Free

2.5 启动一个DMA传输事务的步骤

要启动一个DMA传输事务必须对8237进行编程，其典型步骤如下：

1.通过CLI指令关闭中断。

2.Disable那个将被用于此次DMA传输事务的DMA通道。

3.向Flip-Flop寄存器中写入0值，以重置它。

4.设置Mode Register。

5.设置Page Register。

6.设置Address Register。

7.设置Count Register。

8.Enable那个将被用于此次DMA传输事务的DMA通道。

9.用STI指令开中断。

3.3 对DMAC的保护

DMAC是一种全局的共享资源，为了保证设备驱动程序对它的独占访问，Linux在kernel/dma.c文件中定义了自旋锁dma_spin_lock来保护它(实际上是保护DMAC的I/O端口资源)。任何想要访问DMAC的设备驱动程序都首先必须先持有自旋锁dma_spin_lock。如下：

static __inline__ unsigned long claim_dma_lock(void)

{

unsigned long flags;

spin_lock_irqsave(dma_spin_lock, flags); /* 关中断，加锁*/

return flags;

}

static __inline__ void release_dma_lock(unsigned long flags)

{

spin_unlock_irqrestore(dma_spin_lock, flags);/* 开中断，开锁*/

}4 Linux对ISA DMA通道资源的管理

DMA通道是一种系统全局资源。任何ISA外设想要进行DMA传输，首先都必须取得某个DMA通道资源的使用权，并在传输结束后释放所使用DMA通道资源。从这个角度看，DMA通道资源是一种共享的独占型资源。

Linux在kernel/Dma.c文件中实现了对DMA通道资源的管理。

4.1 对DMA通道资源的描述

Linux在kernel/Dma.c文件中定义了数据结构dma_chan来描述DMA通道资源。该结构类