深入了解Linux DMA内存的机制与使用（linuxdma内存）

Linux内存机制在许多操作系统中都是非常重要的，其中DMA内存是一种专门为linux系统提供的内存系统。

DMA即Direct Memory Access，直接存取内存，是指硬件单元可以直接访问主机的内存，而不需要CPU的协助。当一个I/O设备发出读/写内存的请求时，系统会指定一块内存区域作为设备的DMA缓冲。这时，CPU可以自由运行其他任务，而设备可以自行完成所有数据传输，即设备可以直接操作内存而不需要CPU介入。

Linux用DMA内存机制实现I/O请求的过程是这样的：系统先申请一块DMA内存区域，当设备发起读/写请求时，将操作发送给DMA控制器，DMA控制器传输数据到相应的DMA区域，将其缓冲出来。 这样，设备可以自行发起读/写操作，而CPU可以去处理其他任务，实现了设备的高效、灵活操作。

使用DMA内存需要用户调用Linux内核函数，首先使用dma_alloc_coherent函数申请DMA内存，这个函数用于定义并分配一块DMA内存区域，它接受四个参数，其中dev是用于指定要分配的设备对象，size指定要分配内存大小，dma_handle指定分配出来的内存缓冲区的地址，flag用于指定内存缓冲区的特性。

定义了DMA内存之后，使用dma_map_single函数将设备DMA区域映射到CPU空间，使CPU能够访问这个DMA区域，也就是实现“内存准备完毕”功能，参数和dma_alloc_coherent函数相似，通过它产生的dma_handle返回给CPU，作为CPU可访问的地址。

最后你可以调用dma_sync_single_for_device函数来完成数据传输，这个函数用于将CPU空间的数据传输到设备空间，使设备能够正常工作，它直接使用之前的dma_handle参数，也可以使用 dma_sync_single_for_cpu函数来完成数据传输，将DMA内存区域的数据传输到CPU空间。

最后，应使用dma_free_coherent函数释放申请的DMA内存，否则将造成内存泄漏，也可以使用dma_unmap_single函数释放前面调用dma_map_single时分配的内存，结束整个传输过程。

总之，Linux的DMA技术是实现I/O请求的一种有用手段，它可以提供更高效、灵活的设备管理技术，用于实现CPU与设备间的良好沟通，同时减少对CPU的负载，从而提高设备的操作性能。