1、Linux DMA驅(qū)動構(gòu)架分析以linux2.6.32中的S3C2440驅(qū)動為例進行分析，DMA驅(qū)動所對應(yīng)的源碼為 linux-2.6.32.2archarmmach-s3c2440dma.c,代碼入口為： arch_initcall(s3c2440_dma_init);static int _init s3c2440_dma_init(void)return sysdev_driver_register(&s3c2440_sysclass, &s3c2440_dma_driver);DMA驅(qū)動作為系統(tǒng)驅(qū)動由sysdev_driver_register來向內(nèi)核注冊，這里只關(guān)注 s3c2440_

2、dma_driver相關(guān)的內(nèi)容，即調(diào)用drive中的add方法，其他的kobject對 象略過。static struct sysdev_driver s3c2440_dma_driver = .add= s3c2440_dma_add, TOC o 1-5 h z ;s3c2440_dma_add做了一系列的初始化工作，相應(yīng)的代碼如下：static int _init s3c2440_dma_add(struct sys_device *sysdev)s3c2410_dma_init();s3c24xx_dma_order_set(&s3c2440_dma_order);return s3c

3、24xx_dma_init_map(&s3c2440_dma_sel);下面就其中出的三個函數(shù)一一進行分析。A.s3c2410_dma_init首先 s3c2410_dma_init()調(diào)用 了 plat-s3c24xx 平臺公共的函數(shù) s3c24xx_dma_init(4, IRQ_DMA0, 0 x40);int _init s3c24xx_dma_init(unsigned int channels, unsigned int irq,unsigned int stride)struct s3c2410_dma_chan *cp;int channel;int ret;13121313p

4、rintk(S3C24XXDMA Driver, (c) 2003-2004,2006SimtecElectronicsn);13141315dma_channels = channels;1316dma_base = ioremap(S3C24XX_PA_DMA, stride * channels);if (dma_base = NULL) printk(KERN_ERR dma failed to remap register blockn);return -ENOMEM;1322dma_kmem = kmem_cache_create(dma_desc”,sizeof(struct s

5、3c2410_dma_buf), 0,SLAB_HWCACHE_ALIGN,s3c2410_dma_cache_ctor);1327if (dma_kmem = NULL) printk(KERN_ERRdmafailedtomakekmemcachen);ret = -ENOMEM;goto err;1333for (channel = 0; channel number = channel;cp-irq = channel + irq;cp-regs = dma_base + (channel* stride);1343/* point current stats somewhere */

6、cp-stats = &cp-stats_store;cp-stats_store.timeout_shortest = LONG_MAX;13471348/* basic channel configuration */13491350cp-load_timeout = 1number, cp-regs, cp-irq);13551356return 0;1357err:kmem_cache_destroy(dma_kmem);iounmap(dma_base);dma_base = NULL;return ret;1364首先來關(guān)注一下函數(shù)傳遞的參數(shù)：unsigned int channe

7、ls: s3c2440 平臺對應(yīng)的 DMA 通道總數(shù)，為 4unsigned int irq:起始DMA中斷的中斷號unsigned int stride:每通道DMA所占寄存器資源數(shù)1309行struct s3c2410_dma_chan記錄dma通道信息，內(nèi)容如下:151 struct s3c2410_dma_chan 152/* channel state flags and information */153unsigned charnumber;/dma 通道號，154unsigned charin_use;當前通道是否已經(jīng)使用155unsigned charirq_claimed;

8、 / 有無 dma 中斷156unsigned charirq_enabled; /是否使能了 dma中斷157unsigned charxfer_unit;傳輸塊大小158159/* channel state */160161enum s3c2410_dma_state state;162enum s3c2410_dma_loadst load_state;163struct s3c2410_dma_client *client;164165/* channel configuration */166enum s3c2410_dmasrc source;167enum dma_chreq_

9、ch;168unsigned longdev_addr;169unsigned longload_timeout;170 unsigned int flags; /* channel flags */171 172 struct s3c24xx_dma_map *map; /* channel hw maps */173174/* channels hardware position and configuration */175void _iomem*regs;/* channels registers */176void _iomem*addr_reg; /* data address r

10、egister */177unsigned intirq;中斷號178unsigned longdcon;/默認控制寄存器的值179/* driver handles */s3c2410_dma_cbfn_t callback_fn;傳輸完成回調(diào)函數(shù)s3c2410_dma_opfn_t op_fn; 操作完成回調(diào)函數(shù)*/183/* stats gathering */struct s3c2410_dma_stats*stats;struct s3c2410_dma_statsstats_store;187/* buffer list and information */structs3c241

11、0_dma_buf*curr;structs3c2410_dma_buf*next;structs3c2410_dma_buf*end;192/* system device */structsys_device dev;/* current dma buffer */* next buffer to load */* end of queue */dma 緩沖區(qū)鏈表1315行dma_channels是全局變量記錄了當前系統(tǒng)dma通道總數(shù) 1317-1321行映射dma控制寄存器 1323-1332 行 為 struct s3c2410_dma_buf 分 配 cache，并利 用函數(shù) s3c

12、2410_dma_cache_ctor 初始化為 0。1334-1354 行的循環(huán)就是初始化全局數(shù)組 struct s3c2410_dma_chan s3c2410_chansS3C_DMA_CHANNELS;，其中包括通道編號、中斷號以及寄存 器基地址等信息。這個數(shù)組是針對實際的硬件信息建立的，每個硬件的dma通 道唯一對應(yīng)一個struct s3c2410_dma_chan的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。與之對應(yīng)的還有一個虛擬 的dma通道，其實質(zhì)是將不同dma請求源區(qū)分開來，然后用一個虛擬的通道號 與之一一對應(yīng)，然后與實際的dma通道通過一張map表關(guān)聯(lián)起來。關(guān)于map的 相關(guān)內(nèi)容后面將會分析。首先這個函數(shù)的

13、意義是預定一些目標板要用的dma通道，使用的是上文提到的 虛擬的dma通道號。int _init s3c24xx_dma_order_set(struct s3c24xx_dma_order *ord)struct s3c24xx_dma_order *nord = dma_order;1478if (nord = NULL)nord = kmalloc(sizeof(struct s3c24xx_dma_order), GFP_KERNEL);1481if (nord = NULL) printk(KERN_ERR no memory to store dma channel ordern)

14、;return -ENOMEM;1486dma_order = nord;memcpy(nord, ord, sizeof(struct s3c24xx_dma_order);return 0;1477行dma_order是個全局變量，其作用是記錄下目標板的dma預定信息。這里使用的是s3c2440_dma_order為其賦值，數(shù)據(jù)如下：51static struct s3c24xx_dma_order_initdata s3c244052.channels = 53DMACH_SDI = 54.list = 550 = 3 | DMA_CH_VALID,561 = 2 | DMA_CH_VA

15、LID,572 = 1 | DMA_CH_VALID,583 = 0 | DMA_CH_VALID,59,60,61DMACH_I2S_IN = 62.list = 630 = 1 | DMA_CH_VALID,641 = 2 | DMA_CH_VALID,65,66,67DMACH_I2S_OUT=68.list = 690 = 2 | DMA_CH_VALID,701 = 1 | DMA_CH_VALID,71,72,_dma_order = 7374757677787980818283848586878889909192DMACH_PCM_IN = .list = 0 = 2 | DMA

16、_CH_VALID,1 = 1 | DMA_CH_VALID,DMACH_PCM_OUT = .list = 0 = 1 | DMA_CH_VALID,1 = 3 | DMA_CH_VALID, DMACH_MIC_IN = .list = 0 = 3 | DMA_CH_VALID,1 = 2 | DMA_CH_VALID,；DMACH_SDI、DMACH_I2S_IN等是系統(tǒng)為dma所分配的虛擬dma通道號， 猶如中斷子系統(tǒng)為中斷分配的中斷號一樣，與具體硬件的中斷向量號是不一致 的。后面我們在系統(tǒng)中使用的dma通道號，都將是內(nèi)核虛擬出來的， s3c2410_dma_request函數(shù)將為用戶

17、找到硬件對應(yīng)的 dma通道號。提取上面 DMACH_SDI虛擬通道來分析一下：DMACH_SDI = .list = 0=3 | DMA_CH_VALID,1=2 | DMA_CH_VALID,2=1 | DMA_CH_VALID,3=0 | DMA_CH_VALID,List這個結(jié)構(gòu)列出的是實際dma通道的可用信息，這里表面對于sdi所能夠使用 的dma通道包含通道3,2,1,0 一共四個通道，為什么從大到小排列是因為某些dma 請求只能使用dma0，dma1等較小的通道號，比如外部總線dma只能使用dma0， 為了避免sdi占用，這里就采用了這種排列。三、 s3c24xx_dma_init

18、_map上面提到過一個map,這里就是為這個map的初始化函數(shù)了。他實際是根據(jù)硬 件情況為一個全局變量賦值。與前面的初始化一樣，這里主要是為了統(tǒng)一管理 plat24xx這個平臺下的dma資源，所以不同的芯片必須將自己硬件有關(guān)的dma 信息初始化到相應(yīng)的全局變量中。再說函數(shù)之前先來關(guān)注一下struct s3c24xx_dma_map這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，他提供了 dma虛擬通道與實際的dma通道直 接的關(guān)聯(lián)：struct s3c24xx_dma_map const char*name;/虛擬 dma 通道名稱struct s3c24xx_dma_addr hw_addr;unsigned longcha

19、nnelsS3C_DMA_CHANNELS;/實際 dma 通道信息unsigned longchannels_rxS3C_DMA_CHANNELS;上面的結(jié)構(gòu)只提供了單個虛擬通道的dma視圖，整個芯片的虛擬dma通道的分 配情況是靠struct s3c24xx_dma_map數(shù)組完成的。在這里由struct s3c24XX_dma_selection 來統(tǒng)一管理。struct s3c24xx_dma_selection struct s3c24xx_dma_map *map;/記錄了 struct s3c24xx_dma_map 數(shù)組的首地 址unsigned longmap_size;/

20、struct s3c24xx_dma_map 數(shù)組的成員個數(shù)unsigned longdcon_mask;/dma 控制器掩碼void (*select)(struct s3c2410_dma_chan *chan,struct s3c24xx_dma_map *map);/ 虛擬通道選擇函數(shù)void (*direction)(struct s3c2410_dma_chan *chan,struct s3c24xx_dma_map *map, enum s3c2410_dmasrc dir);/dma 方向;有了上面的背景以后下面函數(shù)就是簡單的數(shù)據(jù)拷貝了，函數(shù)比較簡單不在展開說 明。int _

21、init s3c24xx_dma_init_map(struct s3c24xx_dma_selection *sel)struct s3c24xx_dma_map *nmap;size_t map_sz = sizeof(*nmap) * sel-map_size;int ptr;1459nmap = kmalloc(map_sz, GFP_KERNEL);if (nmap = NULL)return -ENOMEM;14631464memcpy(nmap, sel-map, map_sz);memcpy(&dma_sel, sel, sizeof(*sel);dma_sel.map = n

22、map;for (ptr = 0; ptr map_size; ptr+) s3c24xx_dma_check_entry(nmap+ptr, ptr);return 0;146514661467146814691470147114721473初始化的任務(wù)比較簡單，就是建立硬件dma通道信息即：struct s3c2410_dma_chan s3c2410_chansS3C_DMA_CHANNELS;建立目標板虛擬dma通道與硬件的dma通道的關(guān)聯(lián)：static struct s3c24xx_dma_order *dma_order;建立芯片本身的虛擬dma通道與硬件dma通道的視圖：stat

23、ic struct s3c24xx_dma_selection dma_sel;完成上述工作以后，基本的dma框架就已經(jīng)建立起來了。接下分析dma使用過程中相關(guān)的函數(shù)：(一)s3c2410_dma_requestint s3c2410_dma_request(unsigned int channel,struct s3c2410_dma_client *client,void *dev)struct s3c2410_dma_chan *chan;unsigned long flags;int err;722pr_debug(dma%d: s3c2410_request_dma: client=

24、%s, dev=%pn”,channel, client-name, dev);725726local_irq_save(flags);727chan = s3c2410_dma_map_channel(channel);if (chan = NULL) local_irq_restore(flags);return -EBUSY;733734dbg_showchan(chan);735chan-client = client;chan-in_use = 1;738if (!chan-irq_claimed) pr_debug(dma%d: %s : requesting irq %dn”,c

25、hannel, _func_, chan-irq);742chan-irq_claimed = 1;local_irq_restore(flags);745err = request_irq(chan-irq,s3c2410_dma_irq, IRQF_DISABLED,client-name, (void *)chan);748749local_irq_save(flags);750if (err) chan-in_use = 0;chan-irq_claimed = 0;local_irq_restore(flags);755printk(KERN_ERR %s: cannot get I

26、RQ %d for DMA %dn,client-name, chan-irq, chan-number);return err;760chan-irq_enabled = 1;763764local_irq_restore(flags);765766/* need to setup */767768 pr_debug(%s: channel initialised, %pn, _func, chan);769return chan-number I DMACH_LOW_LEVEL;728行s3c2410_dma_map_channel為虛擬的dma通道可用的硬件dma資源，相應(yīng) 的代碼如下：

27、static struct s3c2410_dma_chan *s3c2410_dma_map_channel(int channel)struct s3c24xx_dma_order_ch *ord = NULL;struct s3c24xx_dma_map *ch_map;struct s3c2410_dma_chan *dmach;int ch;1394if (dma_sel.map = NULL II channel dma_sel.map_size)return NULL;13971398 ch_map = dma_sel.map + channel;13991400/* first, try the board mapping */1401if (dma_order) ord = &dma_order-channelschannel;1404for (ch = 0; ch listch)continue;1408if (s3c2410_chansord-listch.in_use = 0) ch = ord-listch& DMA_CH_VALID;