CN101079015A - 数据传送方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数据传送方法及系统。将所有无Valid位的BD构造成一个队列，当满足数据传送条件时，将该队列中被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去；当有待发送数据报文时，将待发送数据报文所在缓存的信息写入该队列中未被占用的BD中。本发明使得向BD写入缓存信息的过程和数据报文发送过程能够并行进行，大大提高了数据传送效率。

Description

数据传送方法及系统

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种数据传送方法及系统。

背景技术

缓存描述符(BD，Buffer Descriptor)用于存放缓存的首地址和该缓存的状态等信息。在系统初始化时驱动软件根据将使用BD的芯片的要求在内存中构造BD，一定数量的BD可构成队列或链表等数据结构。BD可分为有Valid位的BD和无Valid位的BD两种，其中，Valid位用于指示该BD是否已被占用。图1给出了由有Valid位的BD构成的BD链表的示意图，如图1所示，该BD链表共由N+1个BD：BD0～N构成，每个BD包括：Valid位、下一个BD地址、源缓存地址、目的缓存地址、缓存长度等字段。

直接内存访问(DMA，Direct Memory Access)是指硬盘、光驱等外部设备直接读写存储器的高速的数据传输操作。与普通输入/输出(I/O)操作相比，DMA既不通过中央处理单元(CPU)，也不需要CPU干预。DMA数据传输操作在DMA控制器的控制下进行，CPU只在数据传输开始和结束时作相应处理。

在采用DMA方式传送数据时，可将数据所在缓存的描述信息写入BD中，DMA控制器通过访问BD进行数据的传送处理。

图2给出了利用BD链表通过DMA方式传送数据的流程图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201：CPU确定要传送数据报文，从BD链表的第一个BD开始，将存储数据报文的每个缓存的首地址信息依次写入每个BD的源缓存地址字段，并将每个缓存的长度信息依次写入每个BD的长度字段，将每个缓存内的数据报文所要发往的缓存的地址信息依次写入每个BD的目的缓存地址字段。

步骤202：DMA控制器检测到DMA通道空闲，根据每个BD中的源缓存地址信息、长度信息以及目的缓存地址信息等，将每个BD的源缓存地址信息指向的缓存中的数据报文依次传送到每个BD的目的缓存地址信息指向的缓存。

步骤203：DMA控制器确定所有数据报文都已传送完毕，向CPU上报传送完成中断。

步骤204：CPU收到该传送完成中断，从BD链表的第一个BD开始，依次回收每个BD。

回收BD包括：释放BD的源缓存地址信息指向的缓存、清空BD的各字段等。

步骤205：CPU确定BD回收完毕，开始进行下一轮数据报文的传送。

可以看出：在利用无Valid位的BD传送数据报文时，由于CPU只能在BD链表中的所有源缓存地址信息所指向的缓存中的数据报文都传送完毕时，才能开始回收BD，然后才可以将存储下一轮要发送数据报文的缓存信息写入回收的BD，即：向BD写入缓存信息和数据报文传送是串行进行的，这样大大降低了数据传送效率。

发明内容

本发明实施例提供数据传送方法及系统，以提高数据传送效率。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种数据传送方法，包含：

将所有无Valid位的BD构造成一个队列，当满足数据传送条件时，将该队列中被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去；当有待发送数据报文时，将待发送数据报文所在缓存的信息写入该队列中未被占用的BD中。

将所有无Valid位的BD构造成一个队列的同时进一步包括：

为该队列设置指向未被占用BD的指针Head、指向被占用BD的指针Tail、指向等待回收BD的指针Last；

所述将被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去包括：根据指向被占用BD的指针Tail，将被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去，将指向被占用BD的指针Tail的位置更新为与指向未被占用BD的指针Head相同；

所述将待发送数据报文所在缓存的信息写入未被占用的BD包括：根据指向未被占用BD的指针Head，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中，更新指向未被占用BD的指针Head；

所述将被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去之后进一步包括：根据指向等待回收BD的指针Last，回收BD，更新指向等待回收BD的指针Last。

当有待发送数据报文时，所述将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中之前进一步包括：判断该队列中是否存在未被占用的BD，若是，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中；否则，丢弃数据报文。

所述回收BD并更新指向等待回收BD的指针Last包括：判断是否所有被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，从Last指向的BD开始，依次回收BD，每回收一个BD，令Last＝(Last+1)％L，直至Tail＝＝Last停止回收；否则，回收Last指向的BD，并更新Last＝(Last+1)％L，其中，L为队列所包含的BD的总数，％表示取余数运算。

所述判断是否所有被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文都已传送完毕为：判断DMA通道是否空闲。

所述将所有无Valid位的BD构造成一个队列为：构造成一个环形队列。

一种数据传送系统，包括：

写BD模块，当要发送数据报文时，将待发送数据报文所在的缓存的信息写入由无Valid位的BD构成的队列中的未被占用的BD中；

数据传送模块，当满足数据传送条件时，将由无Valid位的BD构成的队列中的被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去；

BD回收模块，当收到数据传输控制模块发来的传送完成指示时，回收被占用、且源缓存地址所指向缓存内的数据报文已发送的BD。

一种数据传送系统，包括：

BD队列状态维护模块，保存由无Valid位的BD构成的队列的指向未被占用BD的指针Head、指向被占用BD的指针Tail、指向等待回收BD的指针Last；

写BD模块，当要发送数据报文时，从BD队列状态维护模块读取Head指针，根据该Head指针，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中，更新BD队列状态维护模块中的Head指针；

数据传送模块，当满足数据传送条件时，从BD队列状态维护模块读取Tail指针和Head指针，根据Tail指针，将被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去，将指向被占用BD的指针Tail更新为与指向未被占用BD的指针Head相同；

BD回收模块，接收到数据传输控制模块发来的传送完成指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针，根据Last指针回收BD，并更新BD队列状态维护模块中的Last指针。

所述BD回收模块包括：回收管理模块和回收模块，其中：

回收管理模块，接收到数据传输控制模块发来的传送完成指示，判断是否所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，向回收模块发送全部回收指示；否则，向回收模块发送只回收一个指示；

回收模块，接收到全部回收指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针和Tail指针，从Last指针指向的BD开始，依次回收BD，且每回收一个BD，调整Last：Last＝(Last+1)％L，直至Tail＝＝Last时，停止回收，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块中的Last指针；接收到只回收一个指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针，回收Last指针指向的BD，回收完毕，调整Last：Last＝(Last+1)％L，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块中的Last指针；

其中，L为队列所包含的BD的总数，％表示取余数运算。

与现有技术相比，本发明实施例通过将所有无Valid位的BD构造成一个队列，只要满足数据传送条件，就可将该队列中被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去，发送完毕，回收BD；同时，只要有待发送数据报文，就可直接将待发送数据报文所在缓存的信息写入该队列中未被占用的BD中，而无需等待数据报文传送完毕。本发明实施例使得向BD写入缓存信息的过程和数据报文发送过程能够并行进行，大大提高了数据传送效率。

附图说明

图1为由有Valid位的BD构成的BD链表的示意图；

图2为现有的利用无Valid位的BD链表通过DMA方式传送数据的流程图；

图3为本发明实施例提供的利用无Valid位的BD环形队列通过DMA方式传送数据的流程图；

图4为本发明实施例提供的BD环形队列的Head、Tail、Last指针在数据传送过程中的变化示意图；

图5为本发明实施例提供的利用无Valid位的BD环形队列传送数据的系统组成图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的核心思想是：将所有无Valid位的BD构成一个队列，在将队列中被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去的同时，将待发送数据报文所在的缓存信息写入队列中未被占用的BD中。

图3是本发明实施例提供的利用无Valid位的BD环形队列通过DMA方式传送数据的流程图，如图3所示，其具体步骤如下：

步骤301：CPU预先将N+1(N＞0)个无Valid位的BD构成一个环形队列，且按照BD在环形队列中的排列顺序，依次将各BD编号为：0～N。

步骤302：CPU预先设置三个指针：Head、Tail和Last，且初始化Head＝Tail＝Last＝0，即：Head、Tail和Last最初都指向编号为0的BD。

Head总是指向未被占用的第一个BD，Tail总是指向已被占用的第一个BD，Last总是指向等待回收的第一个BD。

步骤303：CPU确定将发送数据报文，判断当前是否存在未被占用的BD，若是，执行步骤304；否则，CPU确定所有BD都被占用，丢弃数据报文，本流程结束。

CPU可通过以下方式判断当前是否存在未被占用的BD：若已被占用的BD的数目与等待回收的BD的数目之和等于N+1，则确定当前不存在未被占用的BD。其中，当Head≥Tail时，已被占用的BD的数目＝Head-Tail；当Head＜Tail时，已被占用的BD的数目＝Head+(N+1)-Tail。当Tail≥Last时，等待回收的BD的数目＝Tail-Last；当Tail＜Last时，等待回收的BD的数目＝Tail+(N+1)-Last。

步骤304：CPU将存储要发送数据报文的每个缓存的首地址信息、长度信息、数据报文要发往的目的缓存地址信息等，依次写入Head指向的每个未被占用的BD的源缓存地址字段、长度字段、目的缓存地址字段等，每写完一个BD，令Head＝(Head+1)％(N+1)，其中，％表示取余数运算。

若未被占用的BD的个数小于存储要发送数据报文缓存的数目，则CPU可将无法写入BD的缓存释放。

步骤305：CPU检测到DMA通道空闲，在Head-1指针指向的BD上置本次DMA发送链结束标志，并令Tail＝Head。

步骤306：DMA控制器依次将各被占用BD的源缓存地址信息指向的缓存中的数据报文传送到目的缓存地址信息指向的缓存。

步骤307：DMA控制器传送完置为本次DMA发送链结束标志的BD的源缓存地址信息指向的缓存中的数据报文，确定本次DMA传送完毕，向CPU发送传送完成中断。

步骤308：CPU接收DMA控制器发来的传送完成中断。

步骤309：CPU判断DMA通道是否空闲，若是，执行步骤310；否则，执行步骤311。

DMA控制器每完成一条BD链的传送过程，就会向CPU发送一次传送完成中断。当CPU忙时，该传送完成中断会被屏蔽，而DMA控制器会继续下一条BD链的传送过程，并在传送完毕时向CPU发送传送完成中断，同时，DMA控制器继续后续BD链的传送过程。可以看出，当CPU收到传送完成中断时，并不一定表明所有DMA传送过程都已结束，这样，CPU就需要根据DMA通道是否空闲，确定是否所有DMA传送过程都已结束，即：是否所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，以确定是否可回收所有被占用的BD。

步骤310：CPU确定所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，从Last指向的BD开始，依次回收各BD，且，每回收一个BD，令Last＝(Last+1)％(N+1)，直至Tail＝＝Last，确定回收完毕，本流程结束。

步骤311：CPU确定只有部分被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文传送完毕，回收Last指向的BD，令Last＝(Last+1)％(N+1)，转至步骤308。

由于CPU无法确定具体有多少个缓存内的数据报文被传送完毕，因此，为了避免BD回收错误，CPU设定只有一个缓存内的数据报文被传送完毕。

在图3所示实施例中，步骤301～302只在初始时执行一次，而步骤303～304、步骤305～307、步骤308～311是循环执行的。且，步骤303～304、步骤305～307、步骤308～311无先后之分，只要有数据报文要发送，就执行步骤303～304；只要DMA通道空闲，就执行步骤305～307；只要收到传送完成中断，就执行步骤308～311。可以看出，向BD写入缓存信息的过程和数据报文传送过程是并行进行的，这就大大提高了数据传送效率。

图4给出了本发明实施例提供的由无Valid位的BD组成的环形队列的Head、Tail、Last指针在数据传送过程中的变化示意图，如图4所示，设BD0～N构成一个环形队列，在初始时，Last、Tail、Head都指向BD0，即：Last＝Tail＝Head＝0。当经过一段时间的数据传送过程后，Head＝z指向未被占用的第一个BD，Tail＝y指向被占用的第一个BD，Last＝x指向等待回收的第一个BD，即：BDz～N、BD0～x为已被回收、未被占用的BD，BDx～y为等待回收的BD，BDy～z为被占用的BD，此时，即使DMA控制器正在通过读取BDy～z的缓存信息进行数据的传送，CPU也可同时将存储要发送数据报文的缓存信息写入BDz～N、BD0～x中。

图3所示实施例是以DAM方式传送数据，在实际应用中，也可以以其它方式对BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文进行传送，在采用其它方式传送数据报文时，将由与DMA控制器不同类型的数据传输控制模块完成数据报文的传送，同时，CPU对Head、Tail、Last指针的调整过程与图3所示实施例相同，在此不再一一赘述。

图5为本发明实施例提供的利用无Valid位的BD环形队列传送数据的系统组成图，如图5所示，其主要包括：BD队列状态维护模块51、写BD模块52、数据传送模块53和BD回收模块54，其中：

BD队列状态维护模块51：用于保存由无Valid位的BD构成的环形队列的Head、Tail、Last指针，且初始化Head＝Tail＝Last＝0。

写BD模块52：当要发送数据报文时，从BD队列状态维护模块51读取Head指针，从该Head指针指向的BD开始，依次将存储数据报文的缓存信息写入各BD，且每写入一个BD，调整Head：Head＝(Head+1)％(N+1)，在全部缓存信息写入完毕时，以调整后的Head指针更新BD队列状态维护模块51中的Head指针。

数据传送模块53：确定当前满足数据传送条件，从BD队列状态维护模块51读取Tail指针和Head指针，在Head-1指针指向的BD上置本次DMA发送链结束标志，并将BD队列状态维护模块51中的Tail指针调整为：Tail＝Head。

BD回收模块54：接收到DMA控制器发来的传送完成中断，判断是否所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，从BD队列状态维护模块51读取Last指针和Tail指针，从Last指针指向的BD开始，依次回收BD，且每回收一个BD，调整Last：Last＝(Last+1)％(N+1)，直至Tail＝＝Last时，停止回收，以调整后的Last指针更新BD队列状态维护模块51中的Last指针；否则，从BD队列状态维护模块51读取Last指针，回收Last指针指向的BD，回收完毕，调整Last：Last＝(Last+1)％(N+1)，以调整后的Last指针更新BD队列状态维护模块51中的Last指针。

如图5所示，BD回收模块54主要包括：回收管理模块541和回收模块542，其中：

回收管理模块541：接收到DMA控制器发来的传送完成中断，判断是否所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，向回收模块542发送全部回收指示；否则，向回收模块542发送只回收一个指示。

回收模块542：接收到回收管理模块541发来的全部回收指示，从BD队列状态维护模块51读取Last指针和Tail指针，从Last指针指向的BD开始，依次回收BD，且每回收一个BD，调整Last：Last＝(Last+1)％(N+1)，直至Tail＝＝Last时，停止回收，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块51中的Last指针；接收到只回收一个指示，从BD队列状态维护模块51读取Last指针，回收Last指针指向的BD，回收完毕，调整Last：Last＝(Last+1)％(N+1)，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块51中的Last指针。

本发明实施例提供的方法同样适用于由无Valid位的BD构成的非环形队列的情况。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种数据传送方法，其特征在于，包含：

将所有无Valid位的缓存描述符BD构造成一个队列，当满足数据传送条件时，将该队列中被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去；当有待发送数据报文时，将待发送数据报文所在缓存的信息写入该队列中未被占用的BD中。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所有无Valid位的BD构造成一个队列的同时进一步包括：

为该队列设置指向未被占用BD的指针Head、指向被占用BD的指针Tail、指向等待回收BD的指针Last；

所述将被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去包括：根据指向被占用BD的指针Tail，将被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去，将指向被占用BD的指针Tail的位置更新为与指向未被占用BD的指针Head相同；

所述将待发送数据报文所在缓存的信息写入未被占用的BD包括：根据指向未被占用BD的指针Head，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中，更新指向未被占用BD的指针Head；

所述将被占用BD的源缓存地址指向的缓存内的数据报文发送出去之后进一步包括：根据指向等待回收BD的指针Last，回收BD，更新指向等待回收BD的指针Last。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当有待发送数据报文时，所述将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中之前进一步包括：判断该队列中是否存在未被占用的BD，若是，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中；否则，丢弃数据报文。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述回收BD并更新指向等待回收BD的指针Last包括：判断是否所有被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，从Last指向的BD开始，依次回收BD，每回收一个BD，令Last＝(Last+1)％L，直至Tail＝＝Last停止回收；否则，回收Last指向的BD，并更新Last＝(Last+1)％L，其中，L为队列所包含的BD的总数，％表示取余数运算。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述判断是否所有被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文都已传送完毕为：判断直接内存访问DMA通道是否空闲。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所有无Valid位的BD构造成一个队列为：构造成一个环形队列。

7、一种数据传送系统，其特征在于，包括：

写BD模块，当要发送数据报文时，将待发送数据报文所在的缓存的信息写入由无Valid位的BD构成的队列中的未被占用的BD中；

数据传送模块，当满足数据传送条件时，将由无Valid位的BD构成的队列中的被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去；

BD回收模块，当收到传送完成指示时，回收被占用、且源缓存地址所指向缓存内的数据报文已发送的BD。

8、一种数据传送系统，其特征在于，包括：

BD队列状态维护模块，保存由无Valid位的BD构成的队列的指向未被占用BD的指针Head、指向被占用BD的指针Tail、指向等待回收BD的指针Last；

写BD模块，当要发送数据报文时，从BD队列状态维护模块读取Head指针，根据该Head指针，将待发送数据报文所在的各缓存的信息分别写入各未被占用的BD中，更新BD队列状态维护模块中的Head指针；

数据传送模块，当满足数据传送条件时，从BD队列状态维护模块读取Tail指针和Head指针，根据Tail指针，将被占用BD的源缓存地址所指向缓存内的数据报文发送出去，将指向被占用BD的指针Tail更新为与指向未被占用BD的指针Head相同；

BD回收模块，接收到传送完成指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针，根据Last指针回收BD，并更新BD队列状态维护模块中的Last指针。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述BD回收模块包括：回收管理模块和回收模块，其中：

回收管理模块，接收到传送完成指示，判断是否所有被占用BD的源缓存地址信息所指向缓存内的数据报文都已传送完毕，若是，向回收模块发送全部回收指示；否则，向回收模块发送只回收一个指示；

回收模块，接收到全部回收指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针和Tail指针，从Last指针指向的BD开始，依次回收BD，且每回收一个BD，调整Last：Last＝(Last+1)％L，直至Tail＝＝Last时，停止回收，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块中的Last指针；接收到只回收一个指示，从BD队列状态维护模块读取Last指针，回收Last指针指向的BD，回收完毕，调整Last：Last＝(Last+1)％L，以调整后的Last更新BD队列状态维护模块中的Last指针；

其中，L为队列所包含的BD的总数，％表示取余数运算。

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