DMA 驱动：简单实例
1. 简介：
1）dma 直接内存访问。
2）DMA控制器操作的内存区域要求是物理地址连续的，因此需要使用内核中提供的特定函数进行内存申请。
3）把源地址和目的地址告诉芯片内部相关寄存器，根据 DMA 中断是不是发生来判断是不是操作完。
char *src = dma_alloc_writecombine(NULL, BUF_SIZE, &src_phys, GFP_KERNEL);
函数返回虚拟地址，第三个参数返回物理地址。
用户操作的时候使用 虚拟地址。
传给控制器，控制器操作的是 物理地址
4）2440 有四个 DMA 通道。下表表示的是触发 DMA 的源
5）DMA 的两种模式，从图上可以看到 Demand Mode 是在 XnXDREQ 一直是低的时候，XnXDACK一直进行数据的读写，而 Handshake Mode 是 XnXDREQ 变低触发一次读写。
6）内存是在 AHB总线上， 串口/i2s 等是在外设总线上。
7）寄存器中
DSZ:读写数据的size：1，2，4 byte
TSZ:单词传输：R/W 一次
burst传输：R/W 四次
TC:传输次数
总的长度 = TC X TSZ(1/4) X DSZ
8）DMA 通道的选择，需要查看 /proc/interrupts 中是不是已经用了。
2. 驱动例子：
dma.c --- 基于linux3.4.112
#include
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#include
#include
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#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define MEM_CPY_NO_DMA 0
#define MEM_CPY_DMA 1
#define BUF_SIZE (512*1024)
#define DMA0_BASE_ADDR 0x4B000000
#define DMA1_BASE_ADDR 0x4B000040
#define DMA2_BASE_ADDR 0x4B000080
#define DMA3_BASE_ADDR 0x4B0000C0
struct s3c_dma_regs {
unsigned long disrc;
unsigned long disrcc;
unsigned long didst;
unsigned long didstc;
unsigned long dcon;
unsigned long dstat;
unsigned long dcsrc;
unsigned long dcdst;
unsigned long dmasktrig;
};
static int major = 0;
static char *src;
static u32 src_phys;
static char *dst;
static u32 dst_phys;
static struct class *cls;
static volatile struct s3c_dma_regs *dma_regs;
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dma_waitq);
/* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，ioctl将它清0 */
static volatile int ev_dma = 0;
static long s3c_dma_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
int i;
memset(src, 0xAA, BUF_SIZE);
memset(dst, 0x55, BUF_SIZE);
switch (cmd)
{
case MEM_CPY_NO_DMA :
{
for (i = 0; i < BUF_SIZE; i++)
dst[i] = src[i];
if (memcmp(src, dst, BUF_SIZE) == 0)
{
printk("MEM_CPY_NO_DMA OK\n");
}
else
{
printk("MEM_CPY_DMA ERROR\n");
}
break;
}
case MEM_CPY_DMA :
{
ev_dma = 0;
/* 把源,目的,长度告诉DMA */
dma_regs->disrc = src_phys; /* 源的物理地址 */
dma_regs->disrcc = (0<<1) | (0<<0); /* 源位于AHB总线, 源地址递增 */
dma_regs->didst = dst_phys; /* 目的的物理地址 */
dma_regs->didstc = (0<<2) | (0<<1) | (0<<0); /* 目的位于AHB总线, 目的地址递增 */
dma_regs->dcon = (1<<30)|(1<<29)|(0<<28)|(1<<27)|(0<<23)|(0<<20)|(BUF_SIZE<<0); /* 使能中断,单个传输,软件触发, */
/* 启动DMA */
dma_regs->dmasktrig = (1<<1) | (1<<0);
/* 如何知道DMA什么时候完成? */
/* 休眠 */
wait_event_interruptible(dma_waitq, ev_dma);
if (memcmp(src, dst, BUF_SIZE) == 0)
{
printk("MEM_CPY_DMA OK\n");
}
else
{
printk("MEM_CPY_DMA ERROR\n");
}
break;
}
}
return 0;
}
static struct file_operations dma_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.unlocked_ioctl = s3c_dma_ioctl,
};
static irqreturn_t s3c_dma_irq(int irq, void *devid)
{
/* 唤醒 */
ev_dma = 1;
wake_up_interruptible(&dma_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */
return IRQ_HANDLED;
}
static int s3c_dma_init(void)
{
/* IRQ_DMA3表示第3个通道(从0开始) */
if (request_irq(IRQ_DMA3, s3c_dma_irq, 0, "s3c_dma", NULL))
{
printk("can't request_irq for DMA\n");
return -EBUSY;
}
/* 分配SRC, DST对应的缓冲区 */
src = dma_alloc_writecombine(NULL, BUF_SIZE, &src_phys, GFP_KERNEL);
if (NULL == src)
{
printk("can't alloc buffer for src\n");
free_irq(IRQ_DMA3, NULL);
return -ENOMEM;
}
dst = dma_alloc_writecombine(NULL, BUF_SIZE, &dst_phys, GFP_KERNEL);
if (NULL == dst)
{
free_irq(IRQ_DMA3, NULL);
dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, src, src_phys);
printk("can't alloc buffer for dst\n");
return -ENOMEM;
}
major = register_chrdev(0, "s3c_dma", &dma_fops);
/* 为了自动创建设备节点 */
cls = class_create(THIS_MODULE, "s3c_dma");
device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "dma"); /* /dev/dma */
dma_regs = ioremap(DMA3_BASE_ADDR, sizeof(struct s3c_dma_regs));
return 0;
}
static void s3c_dma_exit(void)
{
iounmap(dma_regs);
device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
class_destroy(cls);
unregister_chrdev(major, "s3c_dma");
dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, src, src_phys);
dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, dst, dst_phys);
free_irq(IRQ_DMA3, NULL);
}
module_init(s3c_dma_init);
module_exit(s3c_dma_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
Makefile
KERN_DIR = ~/wor_lip/linux-3.4.112
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order
obj-m += dma.o
解释： 无，，
3. 用户层操作代码：
dma_test.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/* ./dma_test nodma
* ./dma_test dma
*/
#define MEM_CPY_NO_DMA 0
#define MEM_CPY_DMA 1
void print_usage(char *name)
{
printf("Usage:\n");
printf("%s \n", name);
}
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
if (argc != 2)
{
print_usage(argv[0]);
return -1;
}
fd = open("/dev/dma", O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("can't open /dev/dma\n");
return -1;
}
if (strcmp(argv[1], "nodma") == 0)
{
while (1)
{
ioctl(fd, MEM_CPY_NO_DMA);
}
}
else if (strcmp(argv[1], "dma") == 0)
{
while (1)
{
ioctl(fd, MEM_CPY_DMA);
}
}
else
{
print_usage(argv[0]);
return -1;
}
return 0;
}
编译此函数
arm-none-linux-gnueabi-gcc -march=armv4t dma_test.c -o dma_test
将生成的文件拷贝到开发板上，开发板上运行，看运行结果。---- 这里的前提是加载了上边的 dma 驱动。
./dma_test dma &
top
./dma_test nodma &
top
