Linuxカーネルデバイスドライバーはデバイスからユーザー空間メモリにDMAします質問する

Question

実は今、私はまったく同じことに取り組んでいて、そのioctl()方法を採用しています。基本的な考え方は、ユーザー空間で DMA 転送に使用するバッファを割り当て、ioctl()このバッファのサイズとアドレスをデバイスドライバに渡すというものです。ドライバは、スキャッターギャザーリストとストリーミング DMA API を使用して、デバイスとユーザー空間バッファ間で直接データを転送します。

私が使用している実装戦略は、ioctl()ドライバがループに入り、ユーザ空間バッファを 256k のチャンクで DMA するものです (これは、ハードウェアが処理できるスキャッタ/ギャザーエントリの数の制限です)。これは、各転送が完了するまでブロックする関数内で分離されます (以下を参照)。すべてのバイトが転送されるか、増分転送関数がエラーを返すとioctl()、終了してユーザ空間に戻ります。

擬似コードioctl()

/*serialize all DMA transfers to/from the device*/
if (mutex_lock_interruptible( &device_ptr->mtx ) )
    return -EINTR;

chunk_data = (unsigned long) user_space_addr;
while( *transferred < total_bytes && !ret ) {
    chunk_bytes = total_bytes - *transferred;
    if (chunk_bytes > HW_DMA_MAX)
        chunk_bytes = HW_DMA_MAX; /* 256kb limit imposed by my device */
    ret = transfer_chunk(device_ptr, chunk_data, chunk_bytes, transferred);
    chunk_data += chunk_bytes;
    chunk_offset += chunk_bytes;
}

mutex_unlock(&device_ptr->mtx);

増分伝達関数の疑似コード:

/*Assuming the userspace pointer is passed as an unsigned long, */
/*calculate the first,last, and number of pages being transferred via*/

first_page = (udata & PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
last_page = ((udata+nbytes-1) & PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
first_page_offset = udata & PAGE_MASK;
npages = last_page - first_page + 1;

/* Ensure that all userspace pages are locked in memory for the */
/* duration of the DMA transfer */

down_read(&current->mm->mmap_sem);
ret = get_user_pages(current,
                     current->mm,
                     udata,
                     npages,
                     is_writing_to_userspace,
                     0,
                     &pages_array,
                     NULL);
up_read(&current->mm->mmap_sem);

/* Map a scatter-gather list to point at the userspace pages */

/*first*/
sg_set_page(&sglist[0], pages_array[0], PAGE_SIZE - fp_offset, fp_offset);

/*middle*/
for(i=1; i < npages-1; i++)
    sg_set_page(&sglist[i], pages_array[i], PAGE_SIZE, 0);

/*last*/
if (npages > 1) {
    sg_set_page(&sglist[npages-1], pages_array[npages-1],
        nbytes - (PAGE_SIZE - fp_offset) - ((npages-2)*PAGE_SIZE), 0);
}

/* Do the hardware specific thing to give it the scatter-gather list
   and tell it to start the DMA transfer */

/* Wait for the DMA transfer to complete */
ret = wait_event_interruptible_timeout( &device_ptr->dma_wait, 
         &device_ptr->flag_dma_done, HZ*2 );

if (ret == 0)
    /* DMA operation timed out */
else if (ret == -ERESTARTSYS )
    /* DMA operation interrupted by signal */
else {
    /* DMA success */
    *transferred += nbytes;
    return 0;
}

割り込みハンドラは非常に短いです。

/* Do hardware specific thing to make the device happy */

/* Wake the thread waiting for this DMA operation to complete */
device_ptr->flag_dma_done = 1;
wake_up_interruptible(device_ptr->dma_wait);

これは単なる一般的なアプローチであることに注意してください。私はここ数週間このドライバーに取り組んできましたが、実際にテストしたことはまだありません... したがって、この疑似コードを絶対的な真実として扱わず、すべてのロジックとパラメーターを必ず再確認してください ;-)。

Answer 1