11.2 总线资源

  FreeBSD为从父总线请求资源提供了一种面向对象的机制。几乎所有设备 都是某种类型的总线(PCI, ISA, USB, SCSI等等)的孩子成员,并且这些设备 需要从他们的父总线获取资源(例如内存段, 中断线, 或者DMA通道)。

11.2.1 基地址寄存器

  为了对PCI设备做些有用的事情,你需要从PCI配置空间获取 Base Address Registers (BARs)。获取BAR时的 PCI特定的细节被抽象在函数bus_alloc_resource()中。

  例如,一个典型的驱动程序可能在attach() 函数中有些类似下面的东西:

    sc->bar0id = PCIR_BAR(0);
    sc->bar0res = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, &sc->bar0id,
				  0, ~0, 1, RF_ACTIVE);
    if (sc->bar0res == NULL) {
        printf("Memory allocation of PCI base register 0 failed!\n");
        error = ENXIO;
        goto fail1;
    }

    sc->bar1id = PCIR_BAR(1);
    sc->bar1res = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, &sc->bar1id,
				  0, ~0, 1, RF_ACTIVE);
    if (sc->bar1res == NULL) {
        printf("Memory allocation of PCI base register 1 failed!\n");
        error =  ENXIO;
        goto fail2;
    }
    sc->bar0_bt = rman_get_bustag(sc->bar0res);
    sc->bar0_bh = rman_get_bushandle(sc->bar0res);
    sc->bar1_bt = rman_get_bustag(sc->bar1res);
    sc->bar1_bh = rman_get_bushandle(sc->bar1res);

  每个基址寄存器的句柄被保存在softc 结构中,以便以后可以使用它们向设备写入。

  然后就能使用这些句柄与bus_space_*函数一起 读写设备寄存器。例如,驱动程序可能包含如下的快捷函数,用来读取板子 特定的寄存器:

uint16_t
board_read(struct ni_softc *sc, uint16_t address)
{
    return bus_space_read_2(sc->bar1_bt, sc->bar1_bh, address);
}

  类似的,可以用下面的函数写寄存器:

void
board_write(struct ni_softc *sc, uint16_t address, uint16_t value)
{
    bus_space_write_2(sc->bar1_bt, sc->bar1_bh, address, value);
}

  这些函数以8位,16位和32位的版本存在,你应当相应地使用 bus_space_{read|write}_{1|2|4}

注意: 在 FreeBSD 7.0 和更高版本中, 可以用 bus_* 函数来代替 bus_space_*bus_* 函数使用的参数是 struct resource * 指针, 而不是 bus tag 和句柄。 这样, 您就可以将 softc 中的 bus tag 和 bus 句柄这两个成员变量去掉, 并将 board_read() 函数改写为:

uint16_t
board_read(struct ni_softc *sc, uint16_t address)
{
	return (bus_read(sc->bar1res, address));
}

11.2.2 中断

  中断按照和分配内存资源相似的方式从面向对象的总线代码分配。首先, 必须从父总线分配IRQ资源,然后必须设置中断处理函数来处理这个IRQ。

  再一次,来自设备attach()函数的例子比文字 更具说明性。

/* 取得IRQ资源 */

    sc->irqid = 0x0;
    sc->irqres = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_IRQ, &(sc->irqid),
				  0, ~0, 1, RF_SHAREABLE | RF_ACTIVE);
    if (sc->irqres == NULL) {
	printf("IRQ allocation failed!\n");
	error = ENXIO;
	goto fail3;
    }

    /* 现在我们应当设置中断处理函数 */

    error = bus_setup_intr(dev, sc->irqres, INTR_TYPE_MISC,
			   my_handler, sc, &(sc->handler));
    if (error) {
	printf("Couldn't set up irq\n");
	goto fail4;
    }

  在设备的分离例程中必须注意一些问题。你必须停顿设备的中断流, 并移除中断处理函数。一旦bus_teardown_intr() 返回,你知道你的中断处理函数不会再被调用,并且所有可能已经执行了 这个中断处理函数的线程都已经返回。由于此函数可以睡眠,调用此函数时 你必须不能拥有任何互斥体。

11.2.3 DMA

  本节已废弃,只是由于历史原因而给出。处理这些问题的适当方法是 使用bus_space_dma*()函数。当更新这一节以反映 那样用法时,这段就可能被去掉。然而,目前API还不断有些变动,因此一旦 它们固定下来后,更新这一节来反映那些改动就很好了。

  在PC上,想进行总线主控DMA的外围设备必须处理物理地址,由于 FreeBSD使用虚拟内存并且只处理虚地址,这仍是个问题。幸运的是,有个 函数,vtophys()可以帮助我们。

#include <vm/vm.h>
#include <vm/pmap.h>

#define vtophys(virtual_address) (...)

  然而这个解决办法在alpha上有点不一样,并且我们真正想要的是一个 称为vtobus()的函数。

#if defined(__alpha__)
#define vtobus(va)      alpha_XXX_dmamap((vm_offset_t)va)
#else
#define vtobus(va)      vtophys(va)
#endif

11.2.4 取消分配资源

  取消attach()期间分配的所有资源非常重要。 必须小心谨慎,即使在失败的条件下也要保证取消分配那些正确的东西, 这样当你的驱动程序去掉后系统仍然可以使用。

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