linux之DMA API — 通用设备的动态DMA映射
通用设备的动态DMA映射
by JHJ(jianghuijun211@gmail.com)
本文描述DMA API。更详细的介绍请参看Documentation/DMA-API-HOWTO.txt。
API分为两部分，第一部分描述API，第二部分描述可以支持非一致性内存机器的扩展API。你应该使用第一部分所描述的API，除非你知道你的驱动必须要支持非一致性平台。
第一部分 DMA API
为了可以引用DMA API，你必须 #include <linux/dma-mapping.h>
1-1 使用大块DMA一致性缓冲区（dma-coherent buffers）
void *
dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag)
一致性内存：设备对一块内存进行写操作，处理器可以立即进行读操作，而无需担心处理器高速缓存(cache)的影响。同样的，处理器对一块内存进行些操作，设备可以立即进行读操作。（在告诉设备读内存时，你可能需要确定刷新处理器的写缓存。）
此函数申请一段大小为size字节的一致性内存，返回两个参数。一个是dma_handle，它可以用作这段内存的物理地址。 另一个是指向被分配内存的指针（处理器的虚拟地址）。
注意：由于在某些平台上，使用一致性内存代价很高，比如最小的分配长度为一个页。因此你应该尽可能合并申请一致性内存的请求。最简单的办法是使用dma_pool函数调用（详见下文）。
参数flag（仅存在于dma_alloc_coherent中）运行调用者定义申请内存时的GFP_flags（详见kmalloc）。
void *
dma_zalloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag)
对dma_alloc_coherent()的封装，如果内存分配成功，则返回清零的内存。
void
dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr,
dma_addr_t dma_handle)
释放之前申请的一致性内存。dev, size及dma_handle必须和申请一致性内存的函数参数相同。cpu_addr必须为申请一致性内存函数的返回虚拟地址。
注意：和其他内存分配函数不同，这些函数必须要在中断使能的情况下使用。
1-2 使用小块DMA一致性缓冲区
如果要使用这部分DMA API，必须#include <linux/dmapool.h>。
许多驱动程序需要为DMA描述符或者I/O内存申请大量小块DMA一致性内存。你可以使用DMA 内存池，而不是申请以页为单位的内存块或者调用dma_alloc_coherent()。这种机制有点像struct kmem_cache，只是它利用了DMA一致性内存分配器，而不是调用 __get_free_pages()。同样地，DMA 内存池知道通用硬件的对齐限制，比如队列头需要N字节对齐。
struct dma_pool *
dma_pool_create(const char *name, struct device *dev,
size_t size, size_t align, size_t alloc);
create( )函数为设备初始化DMA一致性内存的内存池。它必须要在可睡眠上下文调用。
name为内存池的名字（就像struct kmem_cache name一样）。dev及size就如dma_alloc_coherent()参数一样。align为设备硬件需要的对齐大小（单位为字节，必须为2的幂次方）。如果设备没有边界限制，可以设置该参数为0。如果设置为4096，则表示从内存池分配的内存不能超过4K字节的边界。
void *
dma_pool_alloc(struct dma_pool *pool, gfp_t gfp_flags,
dma_addr_t *dma_handle);
从内存池中分配内存。返回的内存同时满足申请的大小及对齐要求。设置GFP_ATOMIC可以确保内存分配被block，设置GFP_KERNEL（不能再中断上下文，不会保持SMP锁）允许内存分配被block。和dma_alloc_coherent()一样，这个函数会返回两个值：一个值是cpu可以使用的虚拟地址，另一个值是内存池设备可以使用的dma物理地址。
void
dma_pool_free(struct dma_pool *pool, void *vaddr,
dma_addr_t addr);
返回内存给内存池。参数pool为传递给dma_pool_alloc()的pool，参数vaddr及addr为dma_pool_alloc()的返回值。
void
dma_pool_destroy(struct dma_poo
