PB173 - Ovladače jádra - Linux x. a.
Jiří Slabý
ITI, Fakulta Informatiky
30. 11. 2010
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010      1 /1
Paměť jinak II.
LDD3 kap. 15 (zastaralá)
a I. (minule): Mapování paměti jádra (mmap) • II. (dnes): Přímý přístup do paměti (DMA)
J. Slabý (ITI) PB173/01 30.11.2010 2/1
DMA
Přímý přístup do paměti a Prozatím jsme ze/do zařízení četli/zapisovali přes CPU
• Tj. standardními operacemi s (přemapovanou) pamětí
• Velké přenosy = velká zátěž CPU
• Cykly, čekání na pomalou sběrnici atd.
• Místo toho naprogramujeme HW, aby přenášel data sám
• Nutná podpora HW (sběrnice - arbitrace, zařízení - přenosy)
Princip
O Alokace (speciální) paměti O (TX: vyplnění daty) O Předání ukazatele zařízení O Start přenosu
0 Přerušení či jiná signalizace konce přenosu © (RX: přečtení dat)
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 3/1
DMA v Linuxu
API
• linux/dma-mapping.h, Documentation/DMA-*
• Alokace: dma_alloc_coherent, dma_f ree.coherent
int my.do.DMA(struct device *dev)
{
dma.addr.t phys ; void * v i rt ;
virt = dma-alloc-coherent (dev, 100, &phys , GFP.KERNEL) ; if  (! virt )
return -ENCMEM; memset( virt , 0, 100) ; my.HW.set.addr(dev, phys); my.HW.start-transfer(dev) ; while (my_HW_working(dev))
schedule () ; printk (KERNJNFO "%s" , virt); return 0;
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 4/1
DMA pro PCI
Navíc
• Nastavení masky adres
• Ne všechna zařízení zvládnou adresovat celý fyzický rozsah
• pci_set_dma_mask (pdev,  DMA_BIT_MASK (27) )
• Zapnutí „spravování sběrnice"
• Tj. zařízení umí samo iniciovat přenosy apod.
• pci_set_master (pdev)
int my.probe (struct pci.dev *pdev, ...)
{
dma.addr.t phys ; void * v i rt ;
ret = pci.set.dma.mask(pdev , DMA.BIT.MASK(27)) ; if (ret) { /* bail out */ }
pci-set.master (pdev) ;
virt = dma.alloc.coherent(&pdev->dev, 100, &phys, GFP.KERNEL) ;
}
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 5/1
Combo a DMA
• Zvládá 32-bitové adresy
• DMA řadič napojený na LocalBus (1), PCI (2) a PowerPC (4)
• Generuje přerušení 8 na kartě
• cmd registr |A   | NDstSrcR
• Bit 0: run (transfer now)
• Bits 1-3: source (BUS)
• Bits 4-6: destination (BUS)
• Bit 7: noint (do not generate interrupt after transaction)
• Bit 31: ackint (acknowledge interrupt)
Offset	Len	R/W	Contents	Meaning
0x0080	4B	R/W	src	Source address
0x0084	4B	R/W	dst	Destination address
0x0088	4B	R/W	count	Transfer count
0x008c	4B	R/W	cmd	Command register
Tabulka: Specifikace baru 0 (pokračování z minula)
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 6/1
Úkol
Práce s DMA
O Naalokovat stránku DMA prostoru
O 10B nainicializovat textovým řetězcem
0 Přenést 10B na PowerPC sběrnici na adresu 0x40000
• Nastavit všechny 4 registry
• Bez přerušení (nastavit noint)
• Počkat na nulovou hodnotu bitu run (na dokončení přenosu) O Přenést 10B z PowerPC na DMA stránku + 10
• Vznikne za sebou 2 x stejný řetězec
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 7/1
Úkol
DMA s přerušením (domácí) O Rozšířit předchozí o přerušení
• Přidat ještě jeden přenos z PowerPC na DMA + 20
• Přenos bude bez noint
• Je třeba povolit 8. (0x100) přerušení na kartě
Q Obsoužit přerušení
• ACK přerušení a DMA a Iniciovat tasklet
O V taskletu vypsat obsah DMA paměti + 20
O DMA stránku vystavit přes mmap
Pozn.: pokud se zařízení zasekne (např. špatně nastaveným DMA), je nutné stroj vypnout a zapnout, reboot nepomůže
J. Slabý (ITI)
PB173/01
30. 11. 2010 8/1