PB173 - Ovladače jádra - Linux x.
Jiří Slabý
ITI, Fakulta Informatiky 29.11. 2011
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011       1 / 11
Paměť jinak II.
LDD3 kap. 15 (zastaralá)
a I. (minule): Mapování paměti jádra (mmap) • II. (dnes): Přímý přístup do paměti (DMA)
J. Slabý (ITI) PB173/02 29.11.2011       2/ 11
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)
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
3/11
Princip DMA
Princip
O Alokace (speciální) paměti
0 Pro TX: vyplnění daty (paket, zvuk, data na disk,...)
0 Předání ukazatele do zařízení
O Odstartování přenosu v zařízení
0 Přerušení či jiná signalizace konce přenosu od zařízení
0 Pro RX: práce s příchozími daty (paket, data z disku,...)
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
4/11
DMA v Linuxu
API alokace
• linux/dma-mapping.h, Documentation/DMA-*
• dma_alloc_coherent, dma_f ree.coherent
void *dma_alloc_coherent (struct device *dev,   size.t size, dma_addr_t *dma_handle,  gfp.t gfp)
• dev - zařízení, které bude k paměti přistupovat (null == neznáme)
a size - velikost, jakou požadujeme
• dma_handie - fyzická adresa (návratová hodnota) - pro zařízení a návratová hodnota - virtuální adresa - pro nás
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
5/11
DMA v Linuxu - příklad
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)) /*  polling */
msleep(100) ; printk (KERN.INFO "%s" , virt); return 0;
Úkol: alokujte pomocí dma_* 1 stránku paměti (pro dev = null)
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
6/11
DMA pro PCI
Navíc
• Nastavení masky adres
• Ne všechna zařízení zvládnou adresovat celý fyzický prostor
• 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)) ; pci.set.master (pdev) ;
virt = dma.alloc.coherent(&pdev->dev, 100, &phys, GFP.KERNEL) ;
}
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
7/11
Combo a DMA
• Zvládá 32-bitové adresy
• DMA řadič napojený na LocalBus (1), PCI (2) a PowerPC (4)
• Generuje přerušení 8 na kartě
Úkol: upravte předešlou alokaci (set_dma_mask, setjnaster, dev)
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
8/11
Combo DMA registry
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)
• cmd registr
• 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)
J. Slabý (ITI)
PB173/02
29. 11. 2011
9/11
Úkol
Práce s DMA
O Naalokovat stránku DMA prostoru
O 10B inicializovat 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)
PB173/02
29. 11. 2011       10/ 11
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 Obsloužit 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)
PB173/02
29. 11. 2011       11 / 11