由于DMAC的各寄存器是在I/O端口空间中编址的,因此读写8237 DMAC是平台相关的。对于x86平台来说,Linux在include/asm-i386/Dma.h头文件中实现了对两个8237 DMAC的读写操作。
3.1 端口地址和寄存器值的宏定义
Linux用宏MAX_DMA_CHANNELS来表示系统当前的DMA通道个数,如下:
引用:#define MAX_DMA_CHANNELS 8
然后,用宏IO_DMA1_BASE和IO_DMA2_BASE来分别表示两个DMAC在I/O端口空间的端口基地址:
引用:#define IO_DMA1_BASE 0x00
/* 8 bit slave DMA, channels 0..3 */
#define IO_DMA2_BASE 0xC0
/* 16 bit master DMA, ch 4(=slave input)..7 */
接下来,Linux定义了DMAC各控制寄存器的端口地址。其中,slave SMAC的各控制寄存器的端口地址定义如下:
引用:#define DMA1_CMD_REG 0x08 /* command register (w) */
#define DMA1_STAT_REG 0x08 /* status register (r) */
#define DMA1_REQ_REG 0x09 /* request register (w) */
#define DMA1_MASK_REG 0x0A /* single-channel mask (w) */
#define DMA1_MODE_REG 0x0B /* mode register (w) */
#define DMA1_CLEAR_FF_REG 0x0C /* clear pointer flip-flop (w) */
#define DMA1_TEMP_REG 0x0D /* Temporary Register (r) */
#define DMA1_RESET_REG 0x0D /* Master Clear (w) */
#define DMA1_CLR_MASK_REG 0x0E /* Clear Mask */
#define DMA1_MASK_ALL_REG 0x0F /* all-channels mask (w) */
Master DMAC的各控制寄存器的端口地址定义如下:
引用:#define DMA2_CMD_REG 0xD0 /* command register (w) */
#define DMA2_STAT_REG 0xD0 /* status register (r) */
#define DMA2_REQ_REG 0xD2 /* request register (w) */
#define DMA2_MASK_REG 0xD4 /* single-channel mask (w) */
#define DMA2_MODE_REG 0xD6 /* mode register (w) */
#define DMA2_CLEAR_FF_REG 0xD8 /* clear pointer flip-flop (w) */
#define DMA2_TEMP_REG 0xDA /* Temporary Register (r) */
#define DMA2_RESET_REG 0xDA /* Master Clear (w) */
#define DMA2_CLR_MASK_REG 0xDC /* Clear Mask */
#define DMA2_MASK_ALL_REG 0xDE /* all-channels mask (w) */
8个DMA通道的Address Register的端口地址定义如下:
引用:#define DMA_ADDR_0 0x00 /* DMA address registers */
#define DMA_ADDR_1 0x02
#define DMA_ADDR_2 0x04
#define DMA_ADDR_3 0x06
#define DMA_ADDR_4 0xC0
#define DMA_ADDR_5 0xC4
#define DMA_ADDR_6 0xC8
#define DMA_ADDR_7 0xCC
8个DMA通道的Count Register的端口地址定义如下:
引用:#define DMA_CNT_0 0x01 /* DMA count registers */
#define DMA_CNT_1 0x03
#define DMA_CNT_2 0x05
#define DMA_CNT_3 0x07
#define DMA_CNT_4 0xC2
#define DMA_CNT_5 0xC6
#define DMA_CNT_6 0xCA
#define DMA_CNT_7 0xCE
8个DMA通道的Page Register的端口地址定义如下:
引用:#define DMA_PAGE_0 0x87 /* DMA page registers */
#define DMA_PAGE_1 0x83
#define DMA_PAGE_2 0x81
#define DMA_PAGE_3 0x82
#define DMA_PAGE_5 0x8B
#define DMA_PAGE_6 0x89
#define DMA_PAGE_7 0x8A
Mode Register的几个常用值的定义如下:
引用:#define DMA_MODE_READ 0x44
/* I/O to memory, no autoinit, increment, single mode */
#define DMA_MODE_WRITE 0x48
/* memory to I/O, no autoinit, increment, single mode */
#define DMA_MODE_CASCADE 0xC0
/* pass thru DREQ->HRQ, DACK<-HLDA only */
#define DMA_AUTOINIT 0x10


Emperor 于 2006-11-30 09:50:28发表:
(4)为DMA通道设置DMA缓冲区的起始物理地址和大小
由于8237中的DMA通道是通过一个8位的Page Register和一个16位的Address Register来寻址位于系统RAM中的DMA缓冲区,因此8237 DMAC最大只能寻址系统RAM中物理地址在0x000000~0xffffff范围内的DMA缓冲区,也即只能寻址物理内存的低16MB(24位物理地址)。反过来讲,Slave/Master 8237 DMAC又是如何寻址低16MB中的物理内存单元的呢?
首先来看Slave 8237 DMAC(即第一个8237 DMAC)。由于Slave 8237 DMAC是一个8位的DMAC,因此DMA通道0~3在一次DMA传输操作(一个DMA传输事务又多次DMA传输操作组成)中只能传输8位数据,即一个字节。Slave 8237 DMAC将低16MB物理内存分成256个64K大小的页(Page),然后用Page Register来表示内存单元物理地址的高8位(bit[23:16]),也即页号;用Address Register来表示内存单元物理地址在一个Page(64KB大小)内的页内偏移量,也即24位物理地址中的低16位(bit[15:0])。由于这种寻址机制,因此DMA通道0~3的DMA缓冲区必须在一个Page之内,也即DMA缓冲区不能跨越64KB页边界。
再来看看Master 8237 DMAC(即第二个8237 DMAC)。这是一个16位宽的DMAC,因此DMA通道5~7在一次DMA传输操作时可以传输16位数据,也即一个字word。此时DMA通道的Count Register(16位宽)表示以字计的待传输数据块大小,因此数据块最大可达128KB(64K个字),也即系统RAM中的DMA缓冲区最大可达128KB。由于一次可传输一个字,因此Master 8237 DMAC所寻址的内存单元的物理地址肯定是偶数,也即物理地址的bit[0]肯定为0。此时物理内存的低16MB被化分成128个128KB大小的page,Page Register中的bit[7:1]用来表示页号,也即对应内存单元物理地址的bit[23:17],而Page Register的bit[0]总是被设置为0。Address Register用来表示内存单元在128KB大小的Page中的页内偏移,也即对应内存单元物理地址的bit[16:1](由于此时物理地址的bit[0]总是为0,因此不需要表示)。由于Master 8237 DMAC的这种寻址机制,因此DMA通道5~7的DMA缓冲区不能跨越128KB的页边界。
下面我们来看看Linux是如何实现为各DMA通道设置其Page寄存器的。NOTE!DMA通道5~7的Page Register中的bit[0]总是为0。如下所示:
在上述函数的基础上,函数set_dma_addr()用来为特定DMA通道设置DMA缓冲区的基地址,传输dmanr指定DMA通道号,传输a指定位于系统RAM中的DMA缓冲区起始位置的物理地址。如下:
函数set_dma_count()为特定DMA通道设置其Count Register的值。传输dmanr指定DMA通道,传输count指定待传输的数据块大小(以字节计),实际写到Count Register中的值应该是count-1。如下所示:
函数get_dma_residue()获取某个DMA通道上当前DMA传输事务的未传输剩余数据块的大小(以字节计)。DMA通道的Count Register的值在当前DMA传输事务进行期间会不断地自动将减小,直到当前DMA传输事务完成,Count Register的值减小为0。如下:
Emperor 于 2006-11-30 09:49:28发表:
3.2 读写DMAC的高层接口函数
(1)使能/禁止一个特定的DMA通道
Single Channel Mask Register中的bit[2]为0表示使能一个DMA通道,为1表示禁止一个DMA通道;而该寄存器中的bit[1:0]则用于表示使能或禁止哪一个DMA通道。
函数enable_dma()实现使能某个特定的DMA通道,传输dmanr指定DMA通道号,其取值范围是0~DMA_MAX_CHANNELS-1。如下:
宏dma_outb和dma_inb实际上就是outb(或outb_p)和inb函数。注意,当dmanr取值大于3时,对应的是Master DMAC上的DMA通道0~3,因此在写DMA2_MASK_REG之前,要将dmanr与值3进行与操作,以得到它在master DMAC上的局部通道编号。
函数disable_dma()禁止一个特定的DMA通道,其源码如下:
为禁止某个DMA通道,Single Channel Mask Register中的bit[2]应被置为1。
(2)清除Flip-Flop寄存器
函数Clear_dma_ff()实现对slave/Master DMAC的Flip-Flop寄存器进行清零操作。如下:
(3)设置某个特定DMA通道的工作模式
函数set_dma_mode()实现设置一个特定DMA通道的工作模式。如下
DMAC 的Mode Register中的bit[1:0]指定对该DMAC上的哪一个DMA通道进行模式设置。