SylixOS DMA子系統之一

1. DMA子系統簡介

1.1      DMA簡介。

DMA的英文拼寫是「Direct Memory Access」，是一種數據不通過CPU處理，直接由DMA控制器從一塊物理內存搬運到另外一塊物理內存的數據交換模式。在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數據的傳送，數據傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源佔有率，能夠大大節省系統資源。

 

2. DMA設備驅動模型

2.1      DMA驅動模型簡介

SylixOS中的DMA架構位於「libsylixos/SylixOS/system/device/dma/」下,DMA驅動多用於外設驅動或總線驅動中。主要功能是從一塊物理地址向另外一塊物理地址搬運數據。本文以mini2440的通用DMA驅動爲例。

DMA設備庫對DMA設備進行了封裝，設備驅動僅須要提供初始化函數和回調函數便可。

在註冊DMA設備驅動以前，須要先安裝DMA設備庫，其原型如程序清單 2‑1：

程序清單 2‑1

#include <SylixOS.h> INT    API_DmaDrvInstall (UINT               uiChannel,                          PLW_DMA_FUNCS  pdmafuncs,                          size_t               stMaxDataBytes)

函數API_DmaDrvInstall原型分析：

l  此函數執行成功返回PLW_DMA_FUNCS的地址。

DMA設備須要調用dmaGetFuncs函數綁定驅動並建立設備，其函數原型如程序清單 2‑2:

 

程序清單 2‑2

#include <SylixOS.h> PLW_DMA_FUNCS  dmaGetFuncs (UINT        iChannel, ULONG   *pulMaxBytes)

函數dmaGetFuncs原型分析：

l  此函數成功返回ERROR_NONE，失敗返回PX_ERROR；

l  參數iChannel：DMA通道號；

l  參數pulMaxBytes：最大傳輸字節數；

結構體PLW_DMA_FUNCS 詳細描述如程序清單 2‑3：

程序清單 2‑3

typedef struct lw_dma_funcs {     VOID            (*DMAF_pfuncReset)( UINT     uiChannel,                                          struct  lw_dma_funcs *pdmafuncs);     INT              (*DMAF_pfuncTrans)( UINT     uiChannel,                                          struct  lw_dma_funcs *pdmafuncs,                                          PLW_DMA_TRANSACTION  pdmatMsg);     INT              (*DMAF_pfuncStatus)(UINT    uiChannel,                                          Struct  lw_dma_funcs *pdmafuncs); } LW_DMA_FUNCS; typedef  LW_DMA_FUNCS    *PLW_DMA_FUNCS;

結構體中包含三個須要提供給DMA設備庫的操做函數，其功能分別是復位當前DMA操做、啓動一次DMA傳輸、得到當前DMA工做狀態。這三個函數的第一個傳入參數都是DMA的通道號，第二個參數都是指向DMA驅動結構體的指針。

2.2      DMA回調函數

使用回調函數的目的是將DMA設備庫中的結構體保存到驅動中以供緩衝區數據操做，所以在驅動結構體中須要提供三個變量以保存數據，示例如程序清單 2‑4:

 

程序清單 2‑4

typedef struct { …     VOID   (*DMAT_pfuncStart)(UINT     uiChannel,                               PVOID    pvArg);   /* 啓動本次傳輸以前的回調*/         PVOID  *DMAT_pvArg;                        /* 回調函數參數          */     VOID   (*DMAT_pfuncCallback)(UINT     uiChannel,                                   PVOID    pvArg);  /* 本次傳輸完成後的回調函*/ … } LW_DMA_TRANSACTION;

 

2.3      DMA傳輸參數

在LW_DMA_TRANSACTION結構體中除了一些DMA回調函數，還有一些重要的DMA參數，實例如程序清單 2‑5：

程序清單 2‑5

typedef struct {     UINT8   *DMAT_pucSrcAddress;                   /*  源端緩衝區地址    */     UINT8   *DMAT_pucDestAddress;                  /*  目的端緩衝區地址  */     size_t     DMAT_stDataBytes;                     /*  傳輸的字節數       */     INT      DMAT_iSrcAddrCtl;                      /*  源端地址方向控制  */     INT      DMAT_iDestAddrCtl;                     /*  目的地址方向控制  */     INT      DMAT_iHwReqNum;                     /*  外設請求端編號    */     BOOL    DMAT_bHwReqEn;                      /*  是否爲外設啓動傳輸*/     BOOL    DMAT_bHwHandshakeEn;                /*  是否使用硬件握手   *     INT      DMAT_iTransMode;                      /*  傳輸模式, 自定義  */     PVOID   DMAT_pvTransParam;                    /*  傳輸參數, 自定義   */     ULONG  DMAT_ulOption;                        /*  體系結構相關參數   */     PVOID   DMAT_pvArgStart;                      /*  啓動回調參數       */     … (回調函數上小節已經單獨說明) } LW_DMA_TRANSACTION; typedef LW_DMA_TRANSACTION    *PLW_DMA_TRANSACTION;

DMA 操做的是物理地址, 因此 Src 和 Dest 地址均爲物理地址。有些系統 CPU 體系構架的 CACHE 是使用虛擬地址做爲索引的, 有些是使用物理地址作索引的。因此 DMA 軟件層不處理任何 CACHE 相關的操做, 將這些操做留給驅動程序或應用程序完成。

2.4      DMA API函數簡介

程序清單 2‑6

LW_API  INT     API_DmaDrvInstall(UINT              uiChannel,                                   PLW_DMA_FUNCS     pdmafuncs,                                   size_t            stMaxDataBytes);      /*  安裝指定通道的 DMA 驅動程序 */                                   LW_API  INT     API_DmaReset(UINT   uiChannel);                       /*  復位指定的 DMA 通道         */   LW_API  INT     API_DmaJobNodeNum(UINT   uiChannel,                                       INT   *piNodeNum);                 /*  得到當前隊列節點數          */   LW_API  INT     API_DmaMaxNodeNumGet(UINT   uiChannel,                                           INT   *piMaxNodeNum);          /*  得到最大隊列節點數         */   LW_API  INT     API_DmaMaxNodeNumSet(UINT   uiChannel,                                          INT    iMaxNodeNum);           /*  設置最大隊列節點數          */   LW_API  INT     API_DmaJobAdd(UINT                        uiChannel,                                  PLW_DMA_TRANSACTION    pdmatMsg);  /*  添加一個 DMA 傳輸請求     */                               LW_API  INT     API_DmaGetMaxDataBytes(UINT   uiChannel);               /*  得到一次能夠傳輸的最大字節數*/   LW_API  INT     API_DmaFlush(UINT   uiChannel);                         /*  刪除全部被延遲處理的傳輸請求*/   /*********************************************************************************************************   API 中斷服務函數 *********************************************************************************************************/   LW_API  INT     API_DmaContext(UINT   uiChannel);                     /*  DMA 傳輸完成後的中斷處理函數*/     #define  dmaDrv                   API_DmaDrvInstall #define  dmaReset                  API_DmaReset #define  dmaMaxNodeNumGet        API_DmaMaxNodeNumGet #define  dmaMaxNodeNumSet        API_DmaMaxNodeNumSet #define  dmaJobAdd                API_DmaJobAdd #define  dmaGetMaxDataBytes       API_DmaGetMaxDataBytes #define  dmaFlush                 API_DmaFlush

 

    如程序清單 2‑6是SylixOS中內核定義的DMA模塊，具體函數使用方法和調用流程在下篇文章中會作詳細介紹。