"分散-聚集DMA"以及"scatterlist"

最新推荐文章于 2024-07-20 20:16:43 发布

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分类专栏： linux内核

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_36145588/article/details/72900367

本文介绍了DMA机制，特别是分散-聚集DMA的工作原理，它允许磁盘与非连续内存区域进行数据传输。块设备驱动通过提供内存区的描述符链表启动这种传输。文章详细阐述了如何创建和管理scatterlist，以及如何使用dma_map_sg进行映射和dma_unmap_sg解除映射，以确保高效的数据传输。

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“分散-聚集DMA”以及”scatterlist”

我们知道对磁盘的每个IO操作就是在磁盘与一些内存单元之间相互传送一些相邻扇区的内容。块设备驱动程序只要向磁盘控制器发送一些适当的命令（如前面我们所讲的scsi命令）就可以触发一次数据传送；一旦完成数据的传送，控制器就会发出一个中断通知块设备驱动程序。大多数情况，磁盘控制器直接采用DMA方式进行数据传送。

DMA

DMA全称就是直接内存访问，是一种硬件机制，它允许外围设备和主内存直接直接进行数据传输而不需要cpu的参与。

分散-聚集DMA

老式磁盘控制器在DMA传送时，磁盘必须与连续的内存单元相互传送数据。
新的磁盘控制器支持所谓的分散-聚集DMA传送方式：此种方式，磁盘可以与一些非连续的内存区相互传送数据。

启动一次分散-聚集DMA传送，块设备驱动需要向磁盘控制器发送：

要传送的起始磁盘扇区号和总的扇区数
内存区的描述符链表，其中链表的每项包含一个地址和一个长度（在内存页中位置以及大小）

分散/聚集映射

如果块设备驱动程序在实际传输过程中需要使用DMA，那么它可以遍历bio结构，并为
每个bio结构创建DMA映射，并将结果传递给设备。如果设备支持”分散-聚集DMA“
则有一个更简便高效的方法：
int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq, struct scatterlist *sglist)
从指定请求获得全部的段（段指bio中的每一个segment），然后把它们填写到给定表（list）中。内存中相邻的段将被合并在一个scatterlist中，返回值表示的是表中入口项的个数（表中有效元素个数），该函数使用第三个参数返回一个分散表。
在调用blk_rq_map_sg前，必须为分散