DMA(direct memory access)

DMA 英文全称 direct memory access, 中文翻译“直接存储器存取”，是一种让CPU能从各种外设IO操作中减轻负担的技术，在没有DMA技术之前，外设设备如网卡、显卡、声卡IO比较慢，每次外设说它那边数据准备好了，需要CPU配合拷贝数据时，都需要占用CPU时间片来完成外设到内存的数据拷贝，该过程会涉及到CPU中断（也就是告诉其他外设我正在忙拷贝某某外设数据，请稍后），数据量大的时候中断操作就更频繁。

为了减轻CPU的负担，DMA设计出来。DMA 允许某些硬件子系统读写系统存储器，而不依赖于 CPU。

在实现DMA传输时，是由DMA控制器直接掌管总线，因此，存在着一个总线控制权转移问题。即DMA传输前，CPU要把总线控制权交给DMA控制器，而在结束DMA传输后，DMA控制器应立即把总线控制权再交回给CPU。一个完整的DMA传输过程必须经过DMA请求、DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤。

DMA 控制器

到这里，读者应该明白 DMA 是一个好用的数据传输系统，但真正控制数据传输的其实是 DMA 控制器。DMA 控制器可以生成内存地址并启动存储器读写周期，一般具有若干个硬件寄存器，包括存储器地址寄存器、字节计数寄存器以及控制寄存器。

CPU 通过读写这些硬件寄存器控制 DMA 控制器实现数据传输，一般要指定数据的来源，要传往的目的地，以及传输方向（从 I/O 设备读取或者写入）、传输单元的大小。CPU 通过寄存器完成这些设置项后，即可命令外围设备启动数据传输，DMA 控制器会自动增加其内部地址寄存器，直到传输完整的数据块。

当外围设备成为数据总线主设备时，DMA 可以将数据直接写入系统内存，而无需 CPU 的参与，也因为如此，C语言程序员需要提供一些措施，以避免发生总线抢占冲突。DMA 可以一次只传输一个字节，也可以在 burst 模式（突发模式）下一次传输所有字节。如果是前者，CPU 在交替的总线周期上访问内存。

[CPU处理简单重复的数据传输太浪费了，因此设计了DMA，什么是DMA？它传输数据比CPU快吗？](https://blog.popkx.com/cpu%E5%A4%84%E7%90%86%E7%AE%80%E5%8D%95%E9%87%8D%E5%A4%8D%E7%9A%84%E6%95%B0%E6%8D%AE%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%A4%AA%E6%B5%AA%E8%B4%B9%E4%BA%86-%E5%9B%A0%E6%AD%A4%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E4%BA%86dma/)