PB173 - Ovladače jádra - Linux
X. DMA
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
26. 11. 2013
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013       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, Fl) PB173/02 26.11.2013      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, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
3/11
Princip DMA
Princip
O Alokace (speciální) paměti
O 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, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
4/11
DMA v Linuxu
API alokace
• linux/dma-mapping.h, Documentation/DMA-*
• dma_alloc_coherent, dma_free_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 pokud neznáme)
• size - velikost, jakou požadujeme
• dma_handie - fyzická adresa (návratová hodnota) - pro zařízení
• návratová hodnota - virtuální adresa - pro nás
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
5/11
DMA v Linuxu - příklad
int my_do.DMA(struct device *dev)
{
dma-addr.t phys; char *virt;
virt = dma.alloc.coherent(dev, 100, &phys, GFP.KERNEL); if (! virt)
return -ENOMEM; memset(virt, 0, 100); my.HW.set.addr(dev, phys); my.H W.start.transfer(dev); while (my.HW.working(dev)) /* polling */
msleep(100); printk(KERNJNFO "%s\n", virt); return 0;
}
Úkol: alokujte a uvolněte pomocí dma_* 1 stránku paměti (v ovladači EDU z předminulá)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
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 pcLdev *pdev, ...)
{
dma.addr.t phys; void * virt;
... /* enable etc. here */
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, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
7/11
EDU a DMA
• Zvládá 32bitové adresy
• DMA řadič napojený na PCI a lokální paměť
• Na adrese 0x40000 o Velikost 4096 B
• Generuje přerušení 8 (Oxioo) na kartě
• Po dokončení přenosu
• (Jen je-li vyžádáno před přenosem)
Úkol: doplňte předešlou alokaci (O set_dma_mask a set_master)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
8/11
EDU 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
o Zapisuje se po nastavení ostatních registrů
• Zapisuje se jednou s kombinací bitů
• Bit 0: run (transfer now)
o Bit 1: direction (0: from RAM, 1: to RAM)
• Bit 2: rqint (generate an interrupt after the transaction)
J. Slaby (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013
9/11
Úkol
Práce s DMA na EDU
O Naalokovat stránku DMA prostoru
O 10 B inicializovat textovým řetězcem
O Přenést 10 B do EDU na adresu 0x40000
• Nastavit všechny 4 registry
• Bez přerušení (bez rqint)
• Počkat na nulovou hodnotu bitu run (na dokončení přenosu) O Přenést 10 B z EDU na DMA stránku + 10
• Vznikne za sebou 2 x stejný řetězec
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013       10/ 11
Úkol
DMA s přerušením (domácí) O Rozšířit předchozí o přerušení
• Přidat ještě jeden přenos z EDU na DMA + 20
• Přenos bude s rqint
O Obsloužit přerušení
• ACK přerušení a Iniciovat tasklet
0 V taskletu vypsat obsah DMA paměti + 20
O DMA stránku vystavit přes mmap
POZOR na prezenci a správnou posloupnost zabíjení taskletu, zákazu přerušení, dealokace atd.
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
26. 11. 2013       11 / 11