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[硬件及驱动] DMA I/O传输问题 [复制链接]

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发表于 2017-07-14 13:58 |显示全部楼层
在使用8237A的时候我发现只初始化了原地址,那么目的地址怎么设置,比如我想让Memory->HardDisk 或 Memory->USB怎么去设置,传送到I/O设备的那个扇区(HardDisk)或哪个端点(USB)啊。
在LDD3中也没有说这个问题,如下:

一个简单的使用DMA 例子 示例:下面是一个简单的使用DMA进行传输的驱动程序,它是一个假想的设备,只列出DMA相关的部分来说明驱动程序中如何使用DMA的。
函数dad_transfer是设置DMA对内存buffer的传输操作函数,它使用流式映射将buffer的虚拟地址转换到物理地址,设置好DMA控制器,然后开始传输数据。
int dad_transfer(struct dad_dev *dev, int write, void *buffer,                 size_t count) {    dma_addr_t bus_addr;    unsigned long flags;     /* Map the buffer for DMA */    dev->dma_dir = (write ? PCI_DMA_TODEVICE : PCI_DMA_FROMDEVICE);    dev->dma_size = count;  //流式映射,将buffer的虚拟地址转化成物理地址   bus_addr = pci_map_single(dev->pci_dev, buffer, count,                              dev->dma_dir);    dev->dma_addr = bus_addr; //DMA传送的buffer物理地址    //将操作控制写入到DMA控制器寄存器,从而建立起设备    writeb(dev->registers.command, DAD_CMD_DISABLEDMA);  //设置传输方向--读还是写   writeb(dev->registers.command, write ? DAD_CMD_WR : DAD_CMD_RD);     writel(dev->registers.addr, cpu_to_le32(bus_addr));//buffer物理地址    writel(dev->registers.len, cpu_to_le32(count)); //传输的字节数    //开始激活DMA进行数据传输操作    writeb(dev->registers.command, DAD_CMD_ENABLEDMA);    return 0; }



函数dad_open打开设备,此时应申请中断号及DMA通道。
int dad_open (struct inode *inode, struct file *filp) {
  struct dad_device *my_device;
  // SA_INTERRUPT表示快速中断处理且不支持共享 IRQ 信号线  if ( (error = request_irq(my_device.irq, dad_interrupt,                             SA_INTERRUPT, "dad", NULL)) )       return error; /* or implement blocking open */
  if ( (error = request_dma(my_device.dma, "dad")) ) {       free_irq(my_device.irq, NULL);       return error; /* or implement blocking open */   }
  return 0; }



函数dad_dma_prepare初始化DMA控制器,设置DMA控制器的寄存器的值,为 DMA 传输作准备。
int dad_dma_prepare(int channel, int mode, unsigned int buf,                   unsigned int count) {
  unsigned long flags;
  flags = claim_dma_lock();   disable_dma(channel);   clear_dma_ff(channel);   set_dma_mode(channel, mode);   set_dma_addr(channel, virt_to_bus(buf));   set_dma_count(channel, count);   enable_dma(channel);   release_dma_lock(flags);
  return 0; }

这里并没有对外部的I/O设备进行设置,那DMA控制器怎么知道往什么I/O设备传送数据。

是不是每个控制器比如USB,HardDisk都有自己的DMA,其实操作的不是8237A而是对这些设备编程?




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发表于 2017-07-14 18:07 |显示全部楼层
dma开始传输的时候是使用 memcpy或strcpy就可以了么?

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发表于 2017-07-17 09:11 |显示全部楼层
有没有Linux中关于DMA使用的例子,大家帮忙推荐个?

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发表于 2017-07-21 18:19 |显示全部楼层
比如网卡,设备初始化的时候做好dma映射(准备好rx/tx内存),然后通过特殊的寄存器告诉网卡开始工作。
数据包到达之后,DMA拷贝到上面的内存里,要么通过中断要么由软件轮询把数据取走。
取的时候通常需要准备新的dma映射以存放后面的报文。

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发表于 2017-08-24 10:04 |显示全部楼层

DMA I/O传输问题

nswcfd 发表于 2017-07-21 18:19
比如网卡,设备初始化的时候做好dma映射(准备好rx/tx内存),然后通过特殊的寄存器告诉网卡开始工作。
数 ...

大侠,那我问下 ,比如网卡设备和主机进行DMA数据传输,在Linux中如何告诉网卡开始接受PC给网卡的数据(或如何告诉主机网卡有数据到来)。
如果是通过中断(我理解网卡有数据到来可以通过中断,但是如果PC有数据给网卡,那网卡如何知道呢?)

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发表于 2017-08-30 10:06 |显示全部楼层
目前典型的网卡IO模型是:
1. 一个网卡可以分为多个接收队列RxRing和发送队列TxRing。
2. 每个Ring有自己的Head/Tail寄存器。通常由硬件/软件分别更新这两个寄存器。
3. TX:
a. 软件向Ring里填入新报文的描述符(描述待发送的报文),(软件)更新Tail寄存器
b. 硬件响应Tail的变更,把Head和Tail之间的报文发送出去,然后(硬件)更新Head。
c. 软件可以通过观察Head的变化得知报文发出去,也可以通过轮询描述符的特定标志来得知,当然也可以让硬件在发送完成之后产生中断来通知软件。
4. RX:
a. 软件向Ring里填入新的描述符(用来接收新报文的空间),(软件)更新Tail寄存器
b. 硬件收到报文,填入Head描述的内存区域,(硬件)更新Head。
c. 硬件可以产生中断去通知软件,软件也可以去轮询描述符来判断是否有新报文到达。

注:以上内容在任何一个网卡芯片的spec里都有更详细并且【更准确】的描述,比如head和tail的变化规则,描述符的格式,中断产生规则等。

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发表于 2017-08-30 19:52 |显示全部楼层
nswcfd 发表于 2017-08-30 10:06
目前典型的网卡IO模型是:
1. 一个网卡可以分为多个接收队列RxRing和发送队列TxRing。
2. 每个Ring有自己 ...

大侠,你看我的理解是否正确,其实就是我们在用软件来更新(读取或写入)硬件的寄存器,当硬件(读取或写入)发现寄存器变化,会通过指定寄存器中的内存地址去写入或读取数据,操作完成了硬件寄存器自身状态,如果设置了中断则产生中断。
这里硬件自己去写入或读取数据的过程称为DMA,那么这就需要每个硬件自己都要有一个DMA控制器了。

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发表于 2017-09-04 17:17 |显示全部楼层
大侠不敢当,概念上差不多是这样。
不过具体到某款硬件,写寄存器的操作,和真正DMA操作之间的时序关系,那真的得去查阅相关硬件的spec手册了。

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发表于 2017-09-12 11:30 |显示全部楼层
nswcfd 发表于 2017-09-04 17:17
大侠不敢当,概念上差不多是这样。
不过具体到某款硬件,写寄存器的操作,和真正DMA操作之间的时序关系, ...

谢谢大侠的回答!
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