Коли відбувається зчитування чи записування диска, куди йдуть дані?

Я розумію, що є таке поняття, як дисковий контролер, який містить буфер, але мені було цікаво, чи читає ЦП безпосередньо з цього буфера, чи дані повинні спочатку перейти до певного місця в пам'яті, а потім дозволяти собі читати процесором?

Хтось також знає, як називається буфер? І як DMA вписується у все це?

Для читання диска потік даних по суті є:

• після того, як збірка читання / запису знаходиться у запитуваному циліндрі, вибирається запитувана головна г / ш головка.
• в кожному секторі зчитується ідентифікатор сектора. Якщо номер сектора, який було прочитано, відповідає запитуваному номеру сектора, то дані сектора зчитуються.
• дані сектора читаються як послідовний потік бітів і перетворюються в байти.
• байти сектора зберігаються в секторному буфері (зазвичай SRAM в контролері); цей секторний буфер відрізняється від "кеш-диска".
• Після того, як буде прочитаний весь сектор, дані перевіряються за допомогою ECC та, можливо, виправляються.
• Після перевірки дані сектора передаються з контролера на головний ПК. Примітка: існування цього секторного буфера недостатньо відоме, і широко поширена дезінформація про те, що швидкість передачі на інтерфейсі хоста (egATA) прив'язана або обмежена швидкістю передачі бітів на голові R / W. Це абсолютно помилково, оскільки ці дві передачі даних є незалежними та послідовними операціями та не є одночасними.
• оскільки ПК отримує дані від дискового контролера через інтерфейс ATA, ПК може використовувати або запрограмований ввід / вивід (ЦП багаторазово зчитує регістр даних порту ATA і копіює значення в пам'ять призначення) або DMA (контролер DMA є налаштування для копіювання N байтів з регістра даних порту ATA в буфер пам'яті без подальшого втручання процесора).
• "буфер" пам'яті ПК, який приймає дані, може бути буфером програми (при використанні системного виклику блоку вводу / виводу ), або може бути внутрішнім системним буфером під управлінням файлової системи, або навіть пам'яттю програми або пам'яті даних, якщо дані надходили з підкачки область (або файл сторінки).

Запис на диск схожий, за винятком того, що дані передаються з ПК на дисковий контролер, обчислюється ECC, розміщується запитуваний сектор, а потім дані записуються з буфера сектору на планшет.

За додатковий кредит:

Читайте на передачах " розсипати-збирати ", де використовується ланцюжок DMA і список адрес пам'яті та довжини буфера. Замість одного великого, суміжного буфера пам'яті, передача "розсипати-збирати" дозволяє використовувати неперервні буфери пам'яті для агрегації запиту вводу / виводу диска.

Він переходить у певну область пам’яті, яку ядро ​​виділило драйверу диска. Я не думаю, що це конкретно названо. Ця область пам'яті, як правило, налаштована як буфер кільця . Залежно від ОС, ця пам'ять може бути скопійована вдруге в просторі користувача для використання додатком.

DMA є «прямим доступом до пам'яті» , який означає , що контролер дискового накопичувача може безпосередньо писати в ОЗУ без процесора кілька разів запитати, якщо більше даних доступні (відомий як опитування - як речі , які використовуються бути зроблений). Натомість, коли весь буфер передано, контролер перериває процесор, щоб повідомити, що тепер доступні дані.

Якщо вам цікаво ще нижчий рівень, водій здійснює дзвінки ioctl .