DMA-Direct Memory Access

什么是DMA？

DMA 首先它是一种数据的传输方式；其次传输包括从设备到内存、内存到存储、内存到内存等；最后，它是在不经过cpu的情况下实现数据传输。

DAM主要有共享缓存DMA，Scatter/Gather DMA，前者使用主内存的一块共享内存区域，后者则是用多个不同地址的内存块实现。

DMA 控制器，一种特殊的硬件，负责执行DMA操作，包括数据传输及裁决访问系统总线。DMA控制器连接着数据传输的两端，负责监控，跟踪传输的字节数，传输设置（I/O类型、内存类型、CPU执行状态和中断）

外部设备的数据传输触发DMA总线数据传输。例如键盘和鼠标输入。DMA控制器向cpu发送一个要求使用系统总线的DMA的请求信号，CPU在完成当前操作之后通过DMA确认信号让渡总线的控制权。如此，DMA控制器就可以像cpu（此时闲置）一样读写数据和控制信号。当数据传输完成，DMA控制器发送取消DMA传输的信号，cpu移除DMA确认信号并重新获取总线的控制权。

DMA集成在计算机总线架构上，用于加速计算机操作及支持多任务环境。通常来说，CPU会被读写操作完全占据，DMA使得读写数据只发生在内置存储，外部存储及外围设备不需要cpu参与，释放了cpu能力。DMA使得计算机内部操作流化，因为数据的内存读写计算机内部最常见的操作，因此释放与此相关的CPU处理，能够在很大程度上提升计算机的性能。

DMA主要应用在对实时操作完成要求比较高的实时计算任务应用上。流式处理是DM的另一重要应用，即数据的传输和处理同时进行。应用DMA的硬件主要包括：软盘，磁盘驱动控制器，显卡，网卡，声卡和GPU。

DMA实现？

Synchronous DMA：一次在系统内存和外部设备之间传输一个字节或者一个单词。每次传输完成，DMA要求IO端口在准备好下一次事务的时候进行通知，在这种设定下，这DMA和cpu共享总线时钟，DMA在任何情况下都能获取系统总线的控制权。

Burst Mode DMA：假定传输的两端都能够即时的收发数据。cpu设置控制器，当I/O信号触发，全部的数据就会被拷贝到目的地。DMA在数据传输时对系统总线具有唯一的控制权。Burst Mode 模式下DMA数据传输相对于同步DMA要快很多。

Flyby DMA（不是所有的controller都支持）： 使用源和目的地地址，构造一个同时读写的环。因为读环和写环被压缩到了同一个环，所以数据传输非常快。Flyby DMA也支持burst和同步类型的事务。