linux DMA接口

Posted 2021-03-11 反光

1.两种DMA映射类型

1.1. 一致性DMA映射（Consistent DMA mappings ）

主要用于映射长时间使用的区域。

CPU和DMA controller不需要考虑cache的影响。

这里的consistent实际上是coherent的概念，不能保证consistent，也就是说需要memory barrier来保证memory order。

1.2 流式DMA映射（streaming DMA mapping）

主要用于一次性DMA传输，传输完成后就会释放。

 

 2.指定DMA设备的寻址范围

include/linux/dma-mapping.h

1 // 用于一致性内存映射的映射范围
2 static inline int dma_set_coherent_mask(struct device *dev, u64 mask)
3 // 用于流式内存映射的映射范围
4 static inline int dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask);

 

3.DMA映射接口

3.1一致性DMA接口

分配较大DMA buffer

 1 // dev                DMA控制器设备
 2 // size                要分配的DMA buffer大小
 3 // dma_handle    返回DMA buf的物理地址
 4 // flag                分配标志
 5 // 返回值             DMA buffer的虚拟地址
 6 void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag) 
 7 
 8 // dev                DMA控制器设备
 9 // size                释放的DMA buffer大小
10 // cpu_addr        DMA buf的虚拟地址
11 // dma_handle    DMA buf的物理地址
12 void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
13         void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle) 

分配较小DMA buffer，从dma poll中申请。

 1 /**
 2  * dma_pool_alloc - 从dma poll获得一块一致性内存
 3  * @pool: 产生内存块的dma pool
 4  * @mem_flags: GFP_* bitmask
 5  * @handle: 返回内存块的dma地址
 6  */
 7 void *dma_pool_alloc(struct dma_pool *pool, gfp_t mem_flags,
 8              dma_addr_t *handle)
 9 
10 /**
11  * dma_pool_free - 将内存释放回dma pool
12  * @pool:产生内存块的dma pool
13  * @vaddr: 内存块的虚拟地址
14  * @dma: 内存块的物理地址
15  */
16 void dma_pool_free(struct dma_pool *pool, void *vaddr, dma_addr_t dma)

 3.2 流式DMA接口

 1 // dev        需要映射内存的设备
 2 // ptr         映射的buffer虚拟地址
 3 // size        映射的大小
 4 // dir          传输方向
 5 // attr        属性
 6 // 返回值     dma物理地址
 7 dma_addr_t dma_map_single_attrs(struct device *dev, void *ptr,
 8                           size_t size,
 9                           enum dma_data_direction dir,
10                           unsigned long attrs)
11 // dev        需要映射内存的设备
12 // addr      dma区域的物理地址
13 // size        映射的大小
14 // dir         传输方向
15 // attr        属性
16 void dma_unmap_single_attrs(struct device *dev, dma_addr_t addr,
17                       size_t size,
18                       enum dma_data_direction dir,
19                       unsigned long attrs)

 

page映射

1 dma_addr_t dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
2                       size_t offset, size_t size,
3                       enum dma_data_direction dir)
4 
5 void dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t addr,
6                   size_t size, enum dma_data_direction dir)

 返回dma映射错误

1 // 返回dma映射错误
2 int dma_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)

映射scatterlist

 1 int dma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 2                    int nents, enum dma_data_direction dir,
 3                    unsigned long attrs)
 4 
 5 void dma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 6                       int nents, enum dma_data_direction dir,
 7                       unsigned long attrs)
 8 
 9 // 返回map后的dma地址和长度
10 sg_dma_address(struct scatterlist *sg)
11 sg_dma_len(struct scatterlist *sg)

sync操作

 1 void dma_sync_single_for_cpu(struct device *dev, dma_addr_t addr,
 2 size_t size,
 3 enum dma_data_direction dir)
 4 
 5 void dma_sync_single_for_device(struct device *dev,
 6 dma_addr_t addr, size_t size,
 7 enum dma_data_direction dir)
 8 
 9 void
10 dma_sync_sg_for_cpu(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
11 int nelems, enum dma_data_direction dir)
12 
13 void
14 dma_sync_sg_for_device(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
15 int nelems, enum dma_data_direction dir)