DMA传输详解：WDMA驱动开发中的DMA操作

"本文主要探讨了执行DMA传输的原理及其在WDMA驱动开发中的应用，特别是在简化场景下，即基于PCI的总线主控设备且无分散/聚集能力的情况。内容涉及DMA的基本概念、作用以及在Windows操作系统中的实现机制。" 在计算机系统中，DMA（Direct Memory Access）是一种允许外设直接与内存进行数据交换的技术，无需通过CPU的介入，从而提高了数据传输的效率。通常，DMA控制器负责协调这个过程，它可以是主板上的集成部件，也可以是特定外设自带的。 Windows操作系统中的DMA传输基于适配器对象模型。适配器对象是一个数据结构，用于描述设备的DMA特性，同时用于控制对共享资源如DMA通道和映射寄存器的访问。在设备启动时，一般会在`StartDevice`函数中调用`IoGetDmaAdapter`函数获取适配器对象。适配器对象中包含一个`DmaOperations`指针，该指针指向一组函数，这些函数负责处理与DMA相关的各种操作，例如： 1. `PutDmaAdapter`：销毁适配器对象，释放资源。 2. `AllocateCommonBuffer`：分配公共缓冲区，供多个设备共享。 3. `FreeCommonBuffer`：释放之前分配的公共缓冲区。 4. `AllocateAdapterChannel`：预留适配器和映射寄存器，为DMA传输做好准备。 5. `FlushAdapterBuffers`：刷新适配器缓存，确保数据一致性。 6. `FreeAdapterChannel`：释放之前预留的适配器通道。 7. `FreeAdapterBlock`：释放预留的适配器块。 8. `MapTransfer`：映射传输，将物理地址转换为DMA可以理解的形式。 9. `CompleteDma`：完成DMA传输，释放相关资源。 在基于包的DMA传输中，通常会使用IRP（I/O请求包）携带的数据缓冲区来进行数据传输。这种传输方式适用于大多数常见的PCI设备，其中数据以连续的方式存储，简化了DMA控制器的工作。 总结来说，执行DMA传输涉及到硬件层面的DMA控制器以及软件层面的驱动程序设计，尤其是WDMA驱动中的适配器对象管理和操作函数调用。通过DMA，系统能够有效地提高数据传输速度，减少CPU的负担，尤其是在大量数据交换的场景下，如磁盘读写、网络传输等。