当发生磁盘读或磁盘写时，数据去哪儿了？

Question

我知道有一个磁盘控制器这样的东西，它包含一个缓冲区，但想知道 CPU 是否直接从这个缓冲区读取，或者数据是否必须首先转到内存中的特定位置，然后允许自己读取由 CPU ？

有谁也知道缓冲区叫什么？DMA 如何适应这一切？

Answer 1

对于磁盘读取，数据流本质上是：

• 在读/写组件位于请求的柱面后，选择请求的读/写磁头。
• 在每个扇区，读取扇区 ID。如果读取的扇区号与请求的扇区号匹配，则读取扇区数据。
• 扇区数据作为串行位流读取，并转换为字节。
• 扇区的字节存储在扇区缓冲区中（通常是控制器中的 SRAM）；该扇区缓冲区不同于“磁盘缓存”。
• 读取整个扇区后，数据将使用 ECC 进行验证，并可能更正。
• 一旦验证通过，扇区数据就会从控制器传输到主机 PC。注意：这个扇区缓冲区的存在并不为人所知，并且存在广泛的错误信息，即主机（例如 ATA）接口上的传输速度受 R/W 头的比特率绑定或限制。这是完全错误的，因为这两个数据传输是独立的顺序操作，而不是并发的。
• 当 PC 通过 ATA 接口从磁盘控制器接收数据时，PC 可以使用编程的 I/O（CPU 重复读取 ATA 端口的数据寄存器并将值复制到目标内存）或DMA（DMA 控制器是设置将 N 个字节从 ATA 端口的数据寄存器复制到内存缓冲区，而无需 CPU 进一步干预）。
• 接收数据的 PC 内存“缓冲区”可以是应用程序的缓冲区（当使用块 I/O 系统调用时），或者可以是文件系统控制下的内部系统缓冲区，甚至是程序或数据内存（如果数据来自交换）区域（或页面文件）。

写入磁盘类似，只是数据从PC传输到磁盘控制器，计算ECC，定位请求的扇区，然后将数据从扇区缓冲区写入盘片。

对于额外的信用：

阅读“分散 - 聚集”传输，它使用DMA 链接和内存地址和缓冲区长度的分散 - 聚集列表。代替一个大的、连续的内存缓冲区，“分散-聚集”传输允许使用非连续的内存缓冲区来聚合磁盘 I/O 请求。