2009年12月16日 星期三

SD driver with DMA support

有在研究 S3C24XX 平台的開發者應該會發現,SD 控制器驅動程式目前只支援 PIO mode,若嘗試將 DMA mode 的支援開啟,在偵測 SD 卡時就會發生問題。經過原始碼追蹤後我們可以發現到一些現象,且待我細細道來。

S3C24XX 平台的 DMA core 實作了要求佇列 (request queue) 的機制,使得它能夠接收多個 DMA 傳輸要求,並設定相關的暫存器來進行傳輸。當設定完成後,我們就可以設定 SD 控制器來觸發 DMA 控制器進行實際的資料傳輸。當要求佇列中有新的傳輸要求存在時,DMA core 會檢查 DMA 控制器是否已經在執行目前的要求;若已在執行,DMA core 就會取出新的要求,並將來源位址、目的位址以及資料長度等參數寫入暫存器中 (對暫存器寫入並不會對進行中的傳輸產生影響)。若否,DMA core 會繼續等待直到逾時為止。換言之,除非 DMA 控制器起始傳輸,否則 DMA core 是不會處理新的傳輸要求的。

MMC core 在讀取資料的過程中,預設會使用 scatter-gather DMA 來提高傳輸效率,或避免向核心要求一大塊連續的記憶體空間;然而 S3C24XX DMA 控制器並不支援此種傳輸方式,因此在執行時我們就會發現到,由於佇列中還有傳輸要求尚未設定,DMA core 不斷地在檢查 DMA 控制器是否正在執行;但是在佇列中的所有傳輸要求都被設定完成之前,SD 控制器是不會觸發 DMA 控制器來起始傳輸的 (雞生蛋,蛋生雞?),於是我們就會看到 DMA core 一直在 busy waiting,直到 time out 為止。

因此要解決這樣的問題,在向 MMC core 註冊 host controller 時,要設定該控制器同時間只能接受一個 DMA 傳輸要求 (請見 struct mmc_host 中的 max_hw_segs 及 max_phys_segs 欄位)。同時也可開啟 bounce buffer 支援以提高傳輸效率。