ISA總線的DMA技術
某個DMA通道。當一個DMA通道被屏蔽后,它就不能在服務于DMA請求,直到通道的屏蔽碼被清除。各位的定義如下:
上述屏蔽寄存器也稱為“單通道屏蔽寄存器”(Single Channel Mask Register),因為它一次只能屏蔽一個通道。此外含有一個屏蔽寄存器,可以實現(xiàn)一次屏蔽所有4個DMA通道,如下:
(5)狀態(tài)寄存器(Status Register)
一個只讀的8位寄存器,表示各DMA通道的當前狀態(tài)。比如:DMA通道是否正服務于一個DMA請求,或者某個DMA通道上的DMA傳輸事務已經完成。
2.3 8237 DMAC的I/O端口地址
主、從8237 DMAC的各個寄存器都是編址在I/O端口空間的。而且其中有些I/O端口地址對于I/O讀、寫操作有不同的表示含義。如下表示所示:
Slave DMAC’s I/O port Master DMAC’sI/O port read write
0x000 0x0c0 Channel 0/4 的Address Register
0x001 0x0c1 Channel 0/4的Count Register
0x002 0x0c2 Channel 1/5 的Address Register
0x003 0x0c3 Channel 1/5的Count Register
0x004 0x0c4 Channel 2/6的Address Register
0x005 0x0c5 Channel 2/6的Count Register
0x006 0x0c6 Channel 3/7的Address Register
0x007 0x0c7 Channel 3/7的Count Register
0x008 0x0d0 Status Register Command Register
0x009 0x0d2 Request Register
0x00a 0x0d4 Single Channel Mask Register
0x00b 0x0d6 Mode Register
0x00c 0x0d8 Clear Flip-Flop Register
0x00d 0x0da Temporary Register Reset DMA controller
0x00e 0x0dc Reset all channel masks
0x00f 0x0de all-channels Mask Register
各DMA通道的Page Register在I/O端口空間中的地址如下:
DMA channel Page Register’sI/O port address
0 0x087
1 0x083
2 0x081
3 0x082
4 0x08f
5 0x08b
6 0x089
7 0x08a
注意兩點:
1. 各DMA通道的Address Register是一個16位的寄存器,但其對應的I/O端口是8位寬,因此對這個寄存器的讀寫就需要兩次連續(xù)的I/O端口讀寫操作,低8位首先被發(fā)送,然后緊接著發(fā)送高8位。
2. 各DMA通道的Count Register:這也是一個16位寬的寄存器(無論對于8位DMA還是16位DMA),但相對應的I/O端口也是8位寬,因此讀寫這個寄存器同樣需要兩次連續(xù)的I/O端口讀寫操作,而且同樣是先發(fā)送低8位,再發(fā)送高8位。往這個寄存器中寫入的值應該是實際要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度減1后的值。在DMA傳輸事務期間,這個寄存器中的值在每次DMA傳輸操作后都會被減1,因此讀取這個寄存器所得到的值將是當前DMA事務所剩余的未傳輸數(shù)據(jù)長度減1后的值。當DMA傳輸事務結束時,該寄存器中的值應該被置為0。
2.4 DMA通道的典型使用
在一個典型的PC機中,某些DMA通道通常被固定地用于一些PC機中的標準外設,如下所示:
Channel Size Usage
0 8-bit Memory Refresh
1 8-bit Free
2 8-bit Floppy Disk Controller
3 8-bit Free
4 16-bit Cascading
5 16-bit Fr
ee
6 16-bit Free
7 16-bit Free
2.5 啟動一個DMA傳輸事務的步驟
要啟動一個DMA傳輸事務必須對8237進行編程,其典型步驟如下:
1.通過CLI指令關閉中斷。
2.Disable那個將被用于此次DMA傳輸事務的DMA通道。
3.向Flip-Flop寄存器中寫入0值,以重置它。
4.設置Mode Register。
5.設置Page Register。
6.設置Address Register。
7.設置Count Register。
8.Enable那個將被用于此次DMA傳輸事務的DMA通道。
9.用STI指令開中斷。
3.3 對DMAC的保護
DMAC是一種全局的共享資源,為了保證設備驅動程序對它的獨占訪問,Linux在kernel/dma.c文件中定義了自旋鎖dma_spin_lock來保護它(實際上是保護DMAC的I/O端口資源)。任何想要訪問DMAC的設備驅動程序都首先必須先持有自旋鎖dma_spin_lock。如下:
static __inline__ unsigned long claim_dma_lock(void)
{
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(dma_spin_lock, flags); /* 關中斷,加鎖*/
return flags;
}
static __inline__ void release_dma_lock(unsigned long flags)
{
spin_unlock_irqrestore(dma_spin_lock, flags);/* 開中斷,開鎖*/
}
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