Linux DMA驱动框架

DMA（Direct Memory Access），直接内存访问，这里的直接是和需要CPU参与的内存访问相对的概念，在我们写程序的时候经常会遇到这样的场景：

• 将数据从一片内存搬运到另一片内存

• 持续不断从IO设备读取数据到内存

• 将大量数据不断写入IO设备

这样的活儿CPU当然能干，不过其他的事情就只能推后再处理，毕竟CPU最擅长的还是串行的逻辑，如果能有一个外设，我们告诉它数据存储的地址和长度，再告诉它从哪里搬运到哪里，它就能任劳任怨的去干，最好干完了能再通知CPU一声，那岂不是太好了。

DMA就是这样的外设，把CPU从数据搬运这样的dirty work里解放出来，并且数据的搬运既可以是从内存到内存，也可以发生在内存和设备之间。DMA像普通的外设一样提供一组控制/状态、数据、中断寄存器，通过访问寄存器来驱动DMA工作。

Linux内核里把DMA分为provider和client两种角色，怎么理解呢？

很多时候DMA并不是独立工作的，而是要和其他与内存之间有数据搬运的外设结合到一起，例如ADC使用DMA将采集到的电压值写入给定内存，SPI使用DMA不断将内存中的数据搬运到SPI数据寄存器从而实现发送。

所谓provider就是DMA控制器驱动，它直接访问寄存器，提供DMA通道，但并不提供用户态可用的系统调用或设备文件，而client则申请使用DMA通道，结合具体外设实现真正的驱动功能。

Linux内核实现了dmaengine，封装了DMA client驱动开发的统一接口，提出了实现DMA控制器驱动的接口要求，三者之间的关系可以看下面这张图：