DMA(一) - 内核sysdev DMA控制器设备

概念

区别两个概念：DMA和DMA控制器
dma_alloc_coherent/dma_map_single/dma_pool_create
以上这3个函数只是将内核虚拟地址映射得到物理地址

对于物理地址的使用则涉及到DMA控制器的操作了，需要将物理地址填写到DMA控制器的对应寄存器，并启动DMA控制器进行传输。内核对DMA控制器的操作也提供了一些函数。
大部分情况下，外设都有自己独立的DMA控制器，如dwc_otg中usb使用的是usb相关的DMA控制器；而有的soc有公共的DMA控制器，如s3c2440，不同的外设使用公共的DMA控制器。

内核sysdev DMA控制器设备

sysdev_class_register, sysdev_register, sysdev_driver_register函数位于drivers/base/sys.c文件。

/* arch/arm/plat-s3c24xx/s3c244x.c */
struct sysdev_class s3c2440_sysclass = {
        .name           = "s3c2440-core",
        .suspend        = s3c244x_suspend,
        .resume         = s3c244x_resume
};
sysdev_class_register(&s3c2440_sysclass);

/* arch/arm/mach-s3c2440/s3c2440.c */
static struct sys_device s3c2440_sysdev = {
        .cls            = &s3c2440_sysclass,
};
sysdev_register(&s3c2440_sysdev);

/* arch/arm/mach-s3c2440/dma.c */
static struct sysdev_driver s3c2440_dma_driver = {
        .add    = s3c2440_dma_add,
};
sysdev_driver_register(&s3c2440_sysclass, &s3c2440_dma_driver);

系统设备与驱动模型有一点不同，他们不需要动态的驱动绑定，也不能被探测，并且不属于任何类型的外围总线。对系统设备我们仍然有驱动的概念，因为我们仍想执行在这些设备上执行基本的操作。

s3c2440_dma_driver注册到s3c2440_sysclass中的driver链表后，在s3c2440_sysclass的device链表中发现了s3c2440_sysdev，匹配，于是便执行s3c2440_dma_driver中的add函数s3c2440_dma_add.

/* arch/arm/plat-s3c24xx/dma.c */
static int __init s3c2440_dma_add(struct sys_device *sysdev)
{
        s3c2410_dma_init();
        s3c24xx_dma_order_set(&s3c2440_dma_order);
        return s3c24xx_dma_init_map(&s3c2440_dma_sel);
}

接着调用

/* arch/arm/mach-s3c2440/dma.c */
int __init s3c2410_dma_init(void)
{
        return s3c24xx_dma_init(4, IRQ_DMA0, 0x40);
}

在s3c24xx_dma_init中初始化了DMA控制器的4个channel到数组s3c2410_chans[]

int __init s3c24xx_dma_init(unsigned int channels, unsigned int irq,
                            unsigned int stride)
{
        struct s3c2410_dma_chan *cp;
        int channel;
        int ret;

        printk("S3C24XX DMA Driver, (c) 2003-2004,2006 Simtec Electronics\n");

        dma_channels = channels;

        dma_base = ioremap(S3C24XX_PA_DMA, stride * channels);
        if (dma_base == NULL) {
                printk(KERN_ERR "dma failed to remap register block\n");
                return -ENOMEM;
        }

        dma_kmem = kmem_cache_create("dma_desc",
                                     sizeof(struct s3c2410_dma_buf), 0,
                                     SLAB_HWCACHE_ALIGN,
                                     s3c2410_dma_cache_ctor);
        if (dma_kmem == NULL) {
                printk(KERN_ERR "dma failed to make kmem cache\n");
                ret = -ENOMEM;
                goto err;
        }

        for (channel = 0; channel < channels;  channel++) {
                cp = &s3c2410_chans[channel];

                memset(cp, 0, sizeof(struct s3c2410_dma_chan));   
                cp->number = channel;
                cp->irq    = channel + irq;/* dma channel irqs are in order.. */
                cp->regs   = dma_base + (channel * stride); 
                cp->stats  = &cp->stats_store;/* point current stats somewhere */
                cp->stats_store.timeout_shortest = LONG_MAX;
                cp->load_timeout = 1<<18;/* basic channel configuration */

                printk("DMA channel %d at %p, irq %d\n", cp->number, cp->regs, cp->irq);
        }

        return 0;

 err:
        kmem_cache_destroy(dma_kmem);
        iounmap(dma_base);
        dma_base = NULL;
        return ret;
}

之后会将DMA channel中的dev注册到dma class中

struct sysdev_class dma_sysclass = {
        .name           = "s3c24xx-dma",
        .suspend        = s3c2410_dma_suspend,
        .resume         = s3c2410_dma_resume,
};

static int __init s3c24xx_dma_sysclass_init(void)
{
        int ret = sysdev_class_register(&dma_sysclass);
        if (ret != 0)
                printk(KERN_ERR "dma sysclass registration failed\n");
        return ret;
}
core_initcall(s3c24xx_dma_sysclass_init);

static int __init s3c24xx_dma_sysdev_register(void)
{
        struct s3c2410_dma_chan *cp = s3c2410_chans;
        int channel, ret;
        for (channel = 0; channel < dma_channels; cp++, channel++) {
                cp->dev.cls = &dma_sysclass;
                cp->dev.id  = channel;
                ret = sysdev_register(&cp->dev);
                if (ret) {
                        printk(KERN_ERR "error registering dev for dma %d\n", channel);
                        return ret;
                }
        }
        return 0;
}
late_initcall(s3c24xx_dma_sysdev_register);