Linux内存从0到1学习笔记(8.6 DMA-BUF简介）

Posted 2022-12-15 高桐@BILL

一，为什么需要DMA？

    CPU指令系统通常只支持CPU（寄存器）-存储器，以及CPU-外设之间的数据传送，那么如果外设需要和存储器进行数据交换就必须经过CPU寄存器进行中转。很显然，中转会大大降低CPU的工作效率，浪费时间。因此，需要在外设和存储器之间开辟一个直接数据传输通道。如果这个通道的数据传输有其他硬件来完成，既可以加快传输效率，又可以减轻CPU对I/O的负载。

1.1. DMA简介

    DMA全称Direct Memory Access（存储器直接访问），是一种高速地数据传输操作，它允许外设和存储器之间进行直接的数据读写操作，既不通过CPU也不需要CPU进行干预。简单来说就是把CPU从大量的数据传输操作中解放出来，交由DMA控制器来完成，让CPU腾出手来做计算、调度等事情。这样一来，CPU除了在数据传输开始和数据传输结尾进行处理外，在传输过程中可以去做其他的事情，大大提高了系统的工作效率。

1.2 DMA传输

    DMA的目的时实现数据的直接传输，而减少了传统数据传输时CPU的参与。DMA传输场景主要包括如下：外设到内存，内存到外设，内存到内存，外设到外设，其传输过程如下：

1. 外设通过DMA向CPU发送DMA请求。
2. CPU相应DMA请求，DMA获得总线的控制权。
3. 由DMA发送存储器的地址，并决定发送数据的长度。
4. 执行DMA传输。
5. DMA操作结束后，把总线的控制权归还给CPU。

二，为什么需要DMA-BUF？

    以外设为例，将一种设备中的数据传