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OK6410（256M RAM ，1G SLC NAND）Linux-3.8.3驱动（13）DMA

分类： 嵌入式

2014-05-16 15:49:46

DMA是一个独立的模块存在于处理器，DMA是不通过CPU而是直接访问内存,使用DMA，可以释放CPU的"压力"，使得它不会一直在做一件事,使用了DMA也能达到直接使用CPU的效果

DMA的编写套路:
    1. 注册DMA中断,分配缓冲区
    2. 注册字符设备,并提供文件操作集合fops
    3. 硬件相关操作 

几点：
    1.cat /proc/interrupts 发现DMA0和DMA1都被使用，所以这里使用SDMA1，需要设置SDMA_SEL寄存器来使能SDMA
    2.使用SDMA的寄存器要先使能时钟，否则会造成寄存器不能读写
    3.本例子只是用简单程序的拷贝来演示DMA的作用，所以采用字符设备方式编写

驱动代码如下

点击(此处)折叠或打开

  1. //moudle.h 包含了大量加载模块需要的函数和符号的定义
  2. #include <linux/module.h>
  3. //kernel.h以便使用printk()等函数
  4. #include <linux/kernel.h>
  5. //fs.h包含常用的数据结构，如struct file等
  6. #include <linux/fs.h>
  7. //uaccess.h 包含copy_to_user()，copy_from_user()等函数
  8. #include <linux/uaccess.h>
  9. //io.h 包含inl()，outl()，readl()，writel()等IO口操作函数
  10. #include <linux/io.h>
  11. #include <linux/miscdevice.h>
  12. #include <linux/pci.h>
  13. //init.h来指定你的初始化和清理函数，例如：module_init(init_function)、module_exit(cleanup_function)
  14. #include <linux/init.h>
  15. #include <linux/delay.h>
  16. #include <linux/device.h>
  17. #include <linux/cdev.h>
  18. #include <linux/gpio.h>
  19. #include <linux/irq.h>
  20. #include <linux/sched.h>
  21. #include <linux/interrupt.h>
  22. #include <linux/poll.h>
  23. //irq.h中断与并发请求事件
  24. #include <asm/irq.h>
  25. //下面这些头文件是IO口在内核的虚拟映射地址，涉及IO口的操作所必须包含
  26. //#include <mach/gpio.h>
  27. #include <mach/regs-gpio.h>
  28. #include <plat/gpio-cfg.h>
  29. #include <mach/hardware.h>
  30. #include <mach/map.h>
  31. #include <linux/clk.h>

  33. #define MEM_CPY_NO_DMA 0
  34. #define MEM_CPY_DMA 1

  36. static int major = 0;
  37. static struct class *cls;

  39. static char *src; //源
  40. static u32 src_phys; //源的物理地址

  42. static char *dst; //目的
  43. static u32 dst_phys; //目的的物理地址

  45. #define BUF_SIZE (512*1024)

  47. #define DMAC0_BASE_ADDR 0x75000000
  48. #define DMAC1_BASE_ADDR 0x75100000
  49. #define SDMAC0_BASE_ADDR 0x7DB00000
  50. #define SDMAC1_BASE_ADDR 0x7DC00000
  51. struct s3c_dma_regs {            //dma寄存器
  52.     unsigned long DMACIntStatus;
  53.     unsigned long DMACIntTCStatus;
  54.     unsigned long DMACIntTCClear;
  55.     unsigned long DMACIntErrorStatus;
  56.     unsigned long DMACIntErrClr;
  57.     unsigned long DMACRawIntTCStatus;
  58.     unsigned long DMACRawIntErrorStatus;
  59.     unsigned long DMACEnbldChns;
  60.     unsigned long DMACSoftBReq;
  61.     unsigned long DMACSoftSReq;
  62.     unsigned long reserved1[2];
  63.     unsigned long DMACConfiguration;
  64.     unsigned long DMACSync;
  65.     unsigned long reserved2[50];
  66.         unsigned long DMACC0SrcAddr;
  67.     unsigned long DMACC0DestAddr;
  68.     unsigned long DMACC0LLI;
  69.     unsigned long DMACC0Control0;
  70.     unsigned long DMACC0Control1;
  71.     unsigned long DMACC0Configuration;
  72.     unsigned long DMACC0ConfigurationExp;
  73.     unsigned long reserved3;
  74.         unsigned long DMACC1SrcAddr;
  75.     unsigned long DMACC1DestAddr;
  76.     unsigned long DMACC1LLI;
  77.     unsigned long DMACC1Control0;
  78.     unsigned long DMACC1Control1;
  79.     unsigned long DMACC1Configuration;
  80.     unsigned long DMACC1ConfigurationExp;
  81.     unsigned long reserved4;
  82.         unsigned long DMACC2SrcAddr;
  83.     unsigned long DMACC2DestAddr;
  84.     unsigned long DMACC2LLI;
  85.     unsigned long DMACC2Control0;
  86.     unsigned long DMACC2Control1;
  87.     unsigned long DMACC2Configuration;
  88.     unsigned long DMACC2ConfigurationExp;
  89.     unsigned long reserved5;
  90.         unsigned long DMACC3SrcAddr;
  91.     unsigned long DMACC3DestAddr;
  92.     unsigned long DMACC3LLI;
  93.     unsigned long DMACC3Control0;
  94.     unsigned long DMACC3Control1;
  95.     unsigned long DMACC3Configuration;
  96.     unsigned long DMACC3ConfigurationExp;
  97.     unsigned long reserved6;
  98.         unsigned long DMACC4SrcAddr;
  99.     unsigned long DMACC4DestAddr;
  100.     unsigned long DMACC4LLI;
  101.     unsigned long DMACC4Control0;
  102.     unsigned long DMACC4Control1;
  103.     unsigned long DMACC4Configuration;
  104.     unsigned long DMACC4ConfigurationExp;
  105.     unsigned long reserved7;
  106.         unsigned long DMACC5SrcAddr;
  107.     unsigned long DMACC5DestAddr;
  108.     unsigned long DMACC5LLI;
  109.     unsigned long DMACC5Control0;
  110.     unsigned long DMACC5Control1;
  111.     unsigned long DMACC5Configuration;
  112.     unsigned long DMACC5ConfigurationExp;
  113.     unsigned long reserved8;
  114.         unsigned long DMACC6SrcAddr;
  115.     unsigned long DMACC6DestAddr;
  116.     unsigned long DMACC6LLI;
  117.     unsigned long DMACC6Control0;
  118.     unsigned long DMACC6Control1;
  119.     unsigned long DMACC6Configuration;
  120.     unsigned long DMACC6ConfigurationExp;
  121.     unsigned long reserved9;
  122.         unsigned long DMACC7SrcAddr;
  123.     unsigned long DMACC7DestAddr;
  124.     unsigned long DMACC7LLI;
  125.     unsigned long DMACC7Control0;
  126.     unsigned long DMACC7Control1;
  127.     unsigned long DMACC7Configuration;
  128.     unsigned long DMACC7ConfigurationExp;    
  129. };

  131. static volatile struct s3c_dma_regs *dma_regs;
  132. static volatile unsigned long *SDMA_SEL = NULL; //系统控制器的安全 DMA 控制寄存器

  134. static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(dma_waitq);
  135. /* 中断事件标志, 中断服务程序将它置1，ioctl将它清0 */
  136. static volatile int ev_dma = 0;

  138. static long s3c_dma_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  139. {
  140.     int i;

  142.     memset(src, 0xAA, BUF_SIZE);//把源地址设为0xAA，长度BUF_SIZE
  143.     memset(dst, 0x55, BUF_SIZE);//把目的地址设为0x55，长度BUF_SIZE
  144.     
  145.     switch (cmd)
  146.     {
  147.         case MEM_CPY_NO_DMA://不使用DMA
  148.         {
  149.             for (i = 0; i < BUF_SIZE; i++)
  150.                 dst[i] = src[i];
  151.             if (memcmp(src, dst, BUF_SIZE) == 0)
  152.                 printk("MEM_CPY_NO_DMA OK\n");
  153.             else
  154.                 printk("MEM_CPY_NO_DMA ERROR\n");
  155.             break;
  156.         }
  157.         
  158.         case MEM_CPY_DMA://使用DMA
  159.         {
  160.             ev_dma = 0;

  162.             /*开总的DMA 使能*/
  163.             dma_regs->DMACConfiguration = (1<<0);
  164.             
  165.             /*通过写 DMACIntTCClr 和 DMACIntErrClr 寄存器，清除通道中要用到的未处理的中断。先前的通道操作可能使剩余的中断有效。*/
  166.             dma_regs->DMACIntTCClear = 0x11;
  167.             dma_regs->DMACIntErrClr = 0x11;
  168.             
  169.             /* 如果外设的工作时钟与DMA控制器的时钟不相同, 要使能"同步逻辑" */
  170.             dma_regs->DMACSync = 0x0;
  171.             
  172.             /*选用通道7*/
  173.             /*写源地址到 DMACCxSrcAddr 寄存器中*/
  174.             dma_regs->DMACC7SrcAddr = src_phys;
  175.             
  176.             /*写目标址到 DMACCxDestAddr 寄存器中*/
  177.             dma_regs->DMACC7DestAddr = dst_phys;
  178.             
  179.             /* 不使用 linked list */
  180.             dma_regs->DMACC7LLI = 0;
  181.             
  182.             /*写DMACC7Control0和DMACC7Control1寄存器，设置DMA通道控制信息*/
  183.             dma_regs->DMACC7Control0 = (2 << 18) //源传输宽度，一次传输4字节（32bit）数据
  184.                         |(2 << 21) //目的传输宽度，一次传输4字节（32bit）数据
  185.                         |(1 << 26) //源增量。每个传输后，随设置的源地址递增
  186.                         |(1 << 27) //目标增量。每个传输后，随设置的目标地址递增。
  187.                         |(1 << 28) //保护
  188.                         |(1 << 31); //终端计数中断启动位。控制是否当前的 LLI 期望引发终端计数中断
  189.                 
  190.             dma_regs->DMACC7Control1 = BUF_SIZE; //写入拷贝的size；
  191.             
  192.             dma_regs->DMACC7Configuration |= (0<<18) // enable DMA requests
  193.                         | (0<<16) // disables locked transfers
  194.                                            | (1<<15) // Teminal count interrupt enable
  195.                                            | (1<<14) // Interrupt error mask
  196.                                            | (0<<13)
  197.                                            | (0<<12)
  198.                                            | (0<<11) //传输模式，000表示内存到内存
  199.                         | (1<<0); //开channel7 DMA             
  200.                         
  201.             /* 如何知道DMA什么时候完成? */
  202.             /* 休眠 */
  203.             wait_event_interruptible(dma_waitq, ev_dma);

  205.             if (memcmp(src, dst, BUF_SIZE) == 0)
  206.             {
  207.                 printk("MEM_CPY_DMA OK\n");
  208.             }
  209.             else
  210.             {
  211.                 printk("MEM_CPY_DMA ERROR\n");
  212.                 //s3c_dma_ioctl(file, cmd, arg);
  213.             }
  214.             
  215.             break;
  216.         }
  217.     }
  218.     
  219.     return 0;
  220. }

  222. static irqreturn_t s3c_dma_irq(int irq, void *devid)
  223. {
  224.     /* 唤醒 */
  225.     ev_dma = 1;    
  226.     dma_regs->DMACC7Configuration &= ~(1<<15);//屏蔽终端计数中断        
  227.     wake_up_interruptible(&dma_waitq); /* 唤醒休眠的进程 */
  228.     
  229.     return IRQ_HANDLED;
  230. }

  232. static struct file_operations dma_fops = {
  233.     .owner = THIS_MODULE,
  234.     .unlocked_ioctl = s3c_dma_ioctl,
  235. };

  237. static int s3c_dma_init(void)
  238. {
  239.     struct clk *clk;    
  240.     
  241.     if (request_irq(IRQ_SDMA1, s3c_dma_irq, 0, "s3c_dma", 1))
  242.     {
  243.         printk("can't request_irq for DMA\n");
  244.         return -EBUSY;
  245.     }
  246.         
  247.     /*分配SRC, DST对应的缓冲区*/
  248.     src = dma_alloc_writecombine(NULL, BUF_SIZE, &src_phys, GFP_KERNEL);
  249.     /*不能用kmalloc函数，因为kmalloc函数返回的虚拟地址虽然是连续的，但物理地址不一定连续，而dma不能处理不连续的物理地址*/
  250.     
  251.     if (NULL == src)
  252.     {
  253.         printk("can't alloc buffer for src\n");
  254.         return -ENOMEM;
  255.     }
  256.     
  257.     dst = dma_alloc_writecombine(NULL, BUF_SIZE, &dst_phys, GFP_KERNEL);
  258.     if (NULL == dst)
  259.     {
  260.         dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, src, src_phys);//免得内存泄漏
  261.         printk("can't alloc buffer for dst\n");
  262.         return -ENOMEM;
  263.     }    
  264.     
  265.     SDMA_SEL = (volatile unsigned long *)ioremap(0x7E00F110 , 16);//系统控制器的安全 DMA 控制寄存器
  266.     /* 使用SDMA */
  267.     *SDMA_SEL = 0x0;
  268.     
  269.     clk = clk_get(NULL, "sdma1");//struct clk *clk_get(struct device *dev, const char *id)
  270.     clk_enable(clk);//使能时钟，否则dma_regs寄存器不能读写    
  271.     dma_regs = ioremap(SDMAC1_BASE_ADDR, sizeof(struct s3c_dma_regs));//使用SDMA1
  272.     
  273.     major = register_chrdev(0, "s3c_dma", &dma_fops);
  274.     /* 为了自动创建设备节点 */
  275.     cls = class_create(THIS_MODULE, "s3c_dma");
  276.     device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "mydma"); /* /dev/mydma */
  277.     
  278.     return 0;
  279. }

  281. static void s3c_dma_exit(void)
  282. {
  283.     device_destroy(cls,MKDEV(major, 0));
  284.     class_destroy(cls);
  285.     unregister_chrdev(major, "s3c_dma");
  286.     dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, src, src_phys);
  287.     dma_free_writecombine(NULL, BUF_SIZE, dst, dst_phys);
  288.     iounmap(dma_regs);
  289.     iounmap(SDMA_SEL);
  290.     free_irq(IRQ_SDMA1, 1);
  291. }

  293. module_init(s3c_dma_init);
  294. module_exit(s3c_dma_exit);
  295. MODULE_LICENSE("GPL");

测试程序代码

点击(此处)折叠或打开

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <sys/types.h>
  3. #include <sys/stat.h>
  4. #include <fcntl.h>
  5. #include <sys/ioctl.h>
  6. #include <string.h>

  8. /* ./dma_test nodma
  9.  * ./dma_test dma
  10.  */
  11. #define MEM_CPY_NO_DMA 0
  12. #define MEM_CPY_DMA 1

  14. void print_usage(char *name)
  15. {
  16.     printf("Usage:\n");
  17.     printf("%s \n", name);
  18. }


  21. int main(int argc, char **argv)
  22. {
  23.     int fd;
  24.     
  25.      if (argc != 2)
  26.     {
  27.         print_usage(argv[0]);
  28.         return -1;
  29.     }

  31.     fd = open("/dev/mydma", O_RDWR);
  32.     if (fd < 0)
  33.     {
  34.         printf("can't open /dev/mydma\n");
  35.         return -1;
  36.     }

  38.     if (strcmp(argv[1], "nodma") == 0)
  39.     {
  40.         while (1)
  41.         {
  42.             ioctl(fd, MEM_CPY_NO_DMA);
  43.         }
  44.     }
  45.     else if (strcmp(argv[1], "dma") == 0)
  46.     {
  47.         while (1)
  48.         {
  49.             ioctl(fd, MEM_CPY_DMA);
  50.         }
  51.     }
  52.     else
  53.     {
  54.         print_usage(argv[0]);
  55.         return -1;
  56.     }
  57.     return 0;     
  58. }




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给主人留下些什么吧！~~

presssoft2014-08-10 19:00:31

期待你的大作！

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