DMA--相关概念

DMA--直接内存访问，硬件提供的机制，允许外设和主存之间直接传输数据，不需要CPU参与。
可大大提高外设的吞吐量，节省CPU开销。

两种方式：
1、软件read，基本过程如下：
1）进程调用read，驱动分配DMA缓冲区
2）驱动写DMA相关寄存器，通知硬件将数据写入DMA缓冲区
3）硬件将数据写入后，产生中断
4）中断处理程序处理中断，wakeup进程
5）进程read数据

2、异步方式，基本过程如下：
1）硬件产生中断，通知有新数据到来。
2）ISR分配DMA缓冲区
3）外设通过DMA，将数据写入缓冲区，并再次产生中断
4）ISR分发数据，wakeup相关进程
5）进程处理数据。

DMA缓冲区分配
1、通常需要连续的物理内存页(除非有特殊的硬件支持，比如IOMMU)
2、通常使用GFP_DMA标记在DMA区分配
3、通常的设备使用32位地址，只能寻址4G的空间。如果需要DMA使用4G以上的空间，通常需要使用bounce buffer，即在4G的地址空间范围内创建一个回弹缓冲区，通过该缓冲区来进行数据中转。但效率很低。
4、分配方法：
    1）可以使用get_free_pages等方法手工分配
    2）通过mem=参数，内核参数保留内存。
    3）如果需要一大块内存，如果设备支持分散/聚集IO，则可将缓冲区分成小块。
    4）标准方法，建议使用通用DMA层提供的接口，比如：dma_alloc_coherent（一致性映射）、dma_poot_create(dma池)、dma_map_single（流式映射）

总线地址
外设(PCI设备)使用的是总线地址，对于PCI设备来说，就是PCI总线域地址，而CPU使用的是CPU域地址(即通常说的物理地址)，对于通常的x86机器来说，通常总线地址==物理地址，但其他平台来说，不一定，有时接口总线是通过将IO地址映射到不同的物理地址的桥接电路来连接。有些硬件平台甚至可以将任意页面在外围总线上表现为连续(比如IOMMU)。
virt_to_bus接口实现转换，但不通用，不建议使用个，只能实现简单的转换，对于有IOMMU或回弹缓冲区的情况不适用。建议使用通用DMA层的接口。
dma_addr_t结构表

通用DMA层
分配缓冲区，会将“总线地址”传给设备，为适应所有的硬件平台，引入了通用DMA层，与体系架构无关。提供一组标准的接口，对上层隐藏硬件细节。

DMA映射
一致性DMA映射：存在于驱动程序的生命周期中，缓冲区可同时被CPU和外设访问。必须保存在一致性缓存中，开销很大。通常不用 
    dma_alloc_coherent()
DMA池：
    dma_pool_alloc
流式DMA映射：优化性能，访问规则更加严格。分配使用完成后，立刻释放，下次使用时再重新分配。
    dma_map_single
    有传送方向的限制，一旦缓冲区被映射，将属于设备，CPU不能访问，只有在unmap后CPU才能访问。
返回的就是总线地址。

DMA使用
1、映射缓冲区（提供的buffer是虚拟地址），对于网卡来说可以直接将skb->data映射到DMA缓冲区，减少一次skb拷贝。
2、将得到的总线地址写入DMA相关的寄存器中即可