Периферийное устройство, получив подтверждение, сразу же снимает сигнал запроса DMA, контроллер DMA в ответ на это снимает сигнал подтверждения. Если требуется, периферийное устройство может инициализировать следующую транзакцию. Опция позволяет указать режим прямого доступа к памяти (DMA — Direct Memory Access, UDMA — Ultra DMA), используемый при работе накопителя, подключенного к данному каналу dma это стандартного IDE/SATA-контроллера чипсета. Как правило, можно использовать режим автоматического определения возможностей накопителя (Auto). В случае проблем с данным конкретным диском можно попытаться отключить режим DMA (Disabled). Только стоит иметь в виду, что это приведет к существенному падению производительности дисковой подсистемы, использовать эту меру можно только в крайнем случае.

Для того чтобы разрешить генерацию прерывания при установке того или иного флага, используются биты HTIE, TCIE и TEIE. Большинству сопроцессоров и ускорителей назначается блокнотная память для локального использования, где единственный способ получить доступ к ней - через определенные каналы DMA. Так появилась идея технологии DMA (сокращение от Direct Memory Access, т.е. Прямой Доступ к Памяти), состоящая в том, чтобы позволить различным устройствам обращаться к оперативной памяти напрямую, минуя ЦП. Эта структура инкапсулирует виртуальный и физический адрес выделенной огромной страницы вместе с размером страницы в байтах.

Dma (прямой Доступ К Памяти)

В начале 1990-х годов диски MFM/RLL вышли из употребления («вымерли»), сменившись дисками IDE, но регистровый интерфейс ПО к контроллеру не изменился. В оригинальной архитектуре IBM PC (шина ISA) DMA был возможен лишь при наличии аппаратного контроллера DMA (микросхема Intel 8237).

• Это происходит в режиме memory-to-memory, который включается установкой бита MEM2MEM в регистре DMA_CCRx.
• Прямой доступ на биржу предлагают своим клиентам такие американские и европейские брокеры, как Interactive Brokers, TD Ameritrade и Saxobank.
• Это могут быть, например, жесткие диски, накопители для оптических дисков, видеокарты, звуковые и сетевые карты, и т.д.
• Приводы оптических дисков и им подобные устройства обычно используют режим Ultra DMA 33, есть модели, использующие Ultra DMA sixty six.
• В шинах MicroChannel, SBus, разработанной под их большим влиянием PCI и её концептуальных производных AGP и PCI-X, используется иная реализация DMA.
• Ещё с большими затратами связано обслуживание периферийных устройств, особенно когда требуется загрузку/чтение данных точно привязывать к определённым моментам времени или событиям.

Кроме того, технология DMA может использоваться как внутри процессоров – для передачи данных между отдельными ядрами, так и внутри самой оперативной памяти – для обмена данными между различными участками памяти. Прямой доступ к памяти (англ. direct reminiscence entry, DMA) — режим обмена данными между устройствами компьютера или же между устройством и основной памятью, в котором центральный процессор (ЦП) не участвует. Начиная с появления шины ввода-вывода PCI, концепция практической реализации ПДП претерпела изменения. В материнских платах с шиной PCI больше не использовался контроллер DMA, а вместо этого стала применяться технология Bus Mastering. Суть этой технологии заключается в том, что любое устройство может обратиться к шине и полностью использовать ее в своих целях, в том числе, и для доступа к оперативной памяти.

Помимо некоторых преимуществ традиционной торговли, DMA трейдинг CFD-инструментами дает возможность использования кредитного плеча. Без DMA трейдеры могут покупать акции только по установленной цене, однако с прямым доступом к рынку они могут назначить цену по своему усмотрению. В этом случае заявки клиента вообще не проходят через инфраструктуру брокера, и брокер узнает о них только, когда они оказываются уже на бирже.

Учитывая этот размер страницы, мы можем затем просто разделить виртуальный адрес (как uintptr_t) на размер страницы, чтобы получить номер виртуальной страницы. Обратите внимание, что биты с 54 по 0 являются номером фрейма физической страницы только в том случае, если страница в данный момент находится в памяти. При других обстоятельствах это может указывать на такие вещи, как тип подкачки и смещение. Мы можем определить, действительно ли страница находится в оперативной памяти, проверив, установлен ли бит 63. Следующая таблица содержит информацию об отображении запросов DMA от периферийных устройств на каналы контроллера DMA2. Размещённая ниже таблица содержит полную информацию об отображении запросов DMA от периферийных устройств на каналы контроллера DMA.

Dmacardru

Поэтому необходимо было добавить контроллеры прямого доступа к памяти или DMA , чтобы облегчить работу при передаче данных. В жестких дисках с интерфейсом IDE технология ПДП получила свое развитие в виде дополнительных режимов ПДП, получивших название Ultra DMA (UDMA). Всего стандарт Ultra DMA поддерживает eight основных режимов передачи данных, обеспечивающих  скорость от sixteen,7 до 167 МБ/c. Использование режимов Ultra DMA для винчестеров позволило значительно увеличить пропускную способность шины IDE.

Устройства, использующие DMA для доступа к памяти, будут обходить ЦП при доступе к памяти, поскольку северный мост напрямую преобразует определенные сообщения PCI в циклы DRAM. Поскольку этот процесс не задействует MMU, преобразование виртуальных адресов невозможно. Типичное распределение памяти, например, когда мы используем malloc или new, в конечном итоге использует память, зарезервированную операционной системой для нашего процесса.

Назначение Физических Адресов

Прежде всего, механизм ПДП инициализировался самим процессором, однако в ход процесса передачи данных он не вмешивался, занимаясь в это время другими задачами. После того, как обмен информацией между устройством и ОЗУ завершался, то процессор получал соответствующее прерывание, которое отсылал ему контроллера DMA. DMA (англ. Direct Memory Access, прямой доступ к памяти) – это механизм, который позволяет некоторым устройствам (DMA-устройствам) осуществлять обмен данными с оперативной памятью компьютера напрямую, минуя центральный процессор. Размер одного элемента (1, 2 или 4 байта) устанавливается независимо не только для каждого канала, но и отдельно для источника и приёмника данных в каждом канале - с помощью битовых полей PSIZE и MSIZE регистра DMA_CCRx. Большинство устройств ПК нуждаются в периодическом обмене данными не только с центральным процессором (ЦП), но и с оперативной памятью. В первых вариантах  персональных компьютеров процесс обмена данными какого-либо устройства с ОЗУ протекал при помощи процессора.

Теперь мы можем использовать функцию virtual_to_physical, чтобы определить физический адрес некоторой памяти, которую мы выделяем из операционной системы. Этот виртуальный адрес используется нашим процессом при доступе к памяти, и ЦП (CPU) преобразует виртуальный адрес в адрес физической памяти с помощью MMU. В этом посте мы рассмотрим распределение памяти в Linux с использованием очень больших страниц с тем, чтобы разрешить использование этой памяти из системы Linux совместно с устройствами PCIe, использующими DMA. Решение этой задачи требует выявления физических страниц, реализующих регион, и их блокировку от отгрузки обращением к подсистеме виртуальной памяти. Далее становится возможным нахождение физических адресов страниц региона, которые в общем случае не являются непрерывными и формируют так называемый «список рассеяния/сборки» (англ. scatter-gather record, SGL).

Кроме упомянутых реализаций Sound Blaster, практически никакие устройства PCI не используют понятие «номер входа DMA-контроллера», как и 8237 вообще. Если в регистр записано значение 0, транзакции не выполняются, независимо от того, включен DMA канал или нет. Современные операционные системы, такие как MS Windows, умеют управлять режимом ПДП для многих устройств. В частности, пользователь имеет возможность включить или выключить режим DMA для жестких дисков. Поскольку мы не создаем файла для этого выделения, нам нужно использовать флаг MAP_ANONYMOUS. Портируемое приложение, использующее MAP_ANONYMOUS, должно установить файловый дескриптор равным -1 и передать ноль в качестве смещения.

Преимущества Dma (прямого Доступа К Рынкам)

Одна из вещей, которые позволяют модули DMA заключается в изменении характера передаваемых данных , например, мы можем иметь сжатые данные в источнике и распаковывать их в месте назначения и даже декодировать медиаформат. Имейте в виду, что диск DMA может работать одним из следующих способов, с обоими или всеми тремя одновременно, это будет зависеть от того, как он был разработан для передачи данных. Как только нам становится не нужна какая-то огромная страница, нам нужно вернуть ее обратно в пул огромных страниц, поддерживаемый операционной системой.

ЦП записывает значения в регистры контроллера DMA, отправляет устройству (например, диску) команду на чтение данных. Устройство читает данные (например, с диска) и записывает в свою внутреннюю память (буфер). Контроллер DMA устанавливает на адресную шину адрес памяти ПК, отправляет устройству запрос на чтение данных из внутренней памяти (буфера) устройства. Устройство получает запрос и при этом даже не знает, пришёл ли запрос от ЦП или от контроллера DMA. Устройство пересылает очередное слово из своей внутренней памяти (буфера) в оперативную память ПК по адресу, находящемуся на адресной шине. Контроллер DMA увеличивает адрес памяти ПК и выставляет его на адресную шину, уменьшает значение своего счётчика байтов, снова отправляет запрос на чтение данных из внутренней памяти (буфера) устройства.

Прямой Доступ К Памяти

Чтобы выделить огромную страницу, нам нужно использовать системный вызов mmap с флагом MAP_HUGETLB. Если бы мы не использовали флаг MAP_HUGEPAGE, тогда нам нужно было бы смонтировать hugetlbfs требуемого размера где-нибудь в каталоге и создать файлы в этой файловой системе. Мы бы предпочли избежать этого метода, поэтому вместо этого мы используем MAP_HUGETLB. Структура сохраняет размер огромной страницы в байтах вместе с путем к точке монтирования hugetlbfs, в которой мы должны создать наши файлы для размещения. Огромные страницы предоставляют довольно хорошее решение нашей проблемы получения больших областей непрерывной памяти, которые операционная система не собирается подменять. Собрав все это вместе, мы получаем функцию virtual_to_physical, которая сопоставляет адрес в виртуальном адресном пространстве процесса физическому адресу.

Адрес, который мы получаем от ОС, будет адресом в  виртуальной памяти, поддерживаемой ОС. В шинах MicroChannel, SBus, разработанной под их большим влиянием PCI и её концептуальных производных AGP и PCI-X, используется иная реализация DMA. Эти шины позволяют любому устройству заявить о возникновении потребности к захвату шины, таковая потребность удовлетворяется так называемым арбитром при первой возможности. Устройство, успешно осуществившее захват шины, самостоятельно выставляет на шину сигналы адреса и управления и исполняет в течение какого-то времени ту же ведущую роль на шине, что и ЦП.

По умолчанию, после сброса микроконтроллера, формирование DMA запросов для всех периферийных устройств отключено. Если битом CIRC регистра DMA_CCRx включён циклический режим работы, то после завершения передачи данных регистр, содержащий количество элементов для пересылки перезагружается своим первоначальным значением и обслуживание запросов продолжается. Этот режим хорошо подходит для работы с кольцевыми буферами и непрерывными потоками данных (например, получение данных от ADC, работающего в режиме непрерывного преобразования).

Установка любого из флагов может привести к генерации прерывания, если это разрешено. Сброс флагов осуществляется с помощью регистра DMA_IFCR (сброс необходим при обработке прерываний от DMA). Отображение запросов на каналы DMA от устройств TIM1_CH1, TIM1_CH2, а в микроконтроллерах семейства high-density value line также и TIM6_DAC1, TIM7_DAC2, зависит от настроек AFIO. Как правило, размещение заявок на бирже разрешено только брокерам-дилерам и маркет-мейкерам, которые являются членами данной биржи.

Read more about https://www.xcritical.com/ here.