Linux 下的DMA浅析
DMA是一种无需CPU的参与就可以让外设和系统内存之间进行双向数据传输的硬件机制。使用DMA可以使系统CPU从实际的I/O数据传输过程中摆脱出来,从而大大提高系统的吞吐率。DMA经常与硬件体系结构特别是外设的总线技术密切相关。 一、DMA控制器硬件结构 DMA允许外围设备和主内存之间直接传输 I/O 数据, DMA 依赖于系统。每一种体系结构DMA传输不同,编程接口也不同。 数据传输可以以两种方式触发:一种软件请求数据,另一种由硬件异步传输。 a -- 软件请求数据 调用的步骤可以概括如下(以read为例): (1)在进程调用 read 时,驱动程序的方法分配一个 DMA 缓冲区,随后指示硬件传送它的数据。进程进入睡眠。 (2)硬件将数据写入 DMA 缓冲区并在完成时产生一个中断。 (3)中断处理程序获得输入数据,应答中断,最后唤醒进程,该进程现在可以读取数据了。 b -- 由硬件异步传输 在 DMA 被异步使用时发生的。以数据采集设备为例: (1)硬件发出中断来通知新的数据已经到达。 (2)中断处理程序分配一个DMA缓冲区。 (3)外围设备将数据写入缓冲区,然后在完成时发出另一个中断。 (4)处理程序利用DMA分发新的数据,唤醒任何相关进程。 网卡传输也是如此,网卡有一个循环缓冲区(通常叫做 DMA 环形缓冲区)建立在与处理器共享的内存中