Quando ocorre uma leitura ou gravação de disco, para onde vão os dados?

Eu entendo que existe um controlador de disco que contém um buffer, mas fiquei imaginando se a CPU lê diretamente desse buffer ou se os dados devem primeiro ir para um local específico na memória e permitir que sejam lidos. pela CPU?

Alguém também sabe como o buffer é chamado? E como o DMA se encaixa nisso tudo?

Para uma leitura de disco, o fluxo de dados é essencialmente:

• depois que o conjunto de leitura / gravação estiver no cilindro solicitado, a cabeça r / w solicitada é selecionada.
• em cada setor, o ID do setor é lido. Se o número do setor que foi lido corresponder ao número solicitado, os dados do setor serão lidos.
• os dados do setor são lidos como um fluxo de bits serial e convertidos em bytes.
• os bytes do setor são armazenados em um buffer do setor (geralmente SRAM no controlador); esse buffer do setor é distinto do "cache de disco".
• Uma vez lido todo o setor, os dados são validados usando o ECC e, talvez, corrigidos.
• uma vez validados, os dados do setor são transferidos do controlador para o PC host. Nota: a existência desse buffer do setor não é bem conhecida e há informações errôneas generalizadas de que a velocidade de transferência na interface do host (por exemplo, ATA) está vinculada ou limitada pela taxa de bits no cabeçote R / W. Isso é completamente falso, já que essas duas transferências de dados são operações independentes e seqüenciais e não simultâneas.
• Como o PC recebe os dados do controlador de disco através da interface ATA, o PC pode usar E / S programada (a CPU lê repetidamente o registro de dados da porta ATA e copia o valor para a memória de destino) ou DMA (o controlador DMA é configuração para copiar N bytes do registro de dados da porta ATA para um buffer de memória sem intervenção adicional da CPU).
• o "buffer" de memória do PC que recebe os dados pode ser o buffer do aplicativo (ao usar a chamada de sistema de E / S em bloco ) ou pode ser um buffer interno do sistema sob o controle do sistema de arquivos ou até mesmo memória de programa ou de dados se os dados vierem da troca área (ou arquivo de paginação).

Uma gravação no disco é semelhante, exceto que os dados são transferidos do PC para o controlador de disco, o ECC é calculado, o setor solicitado está localizado e os dados são gravados do buffer do setor no prato.

Para crédito extra:

Leia as transferências de " dispersão-coleta ", que usam o encadeamento DMA e uma lista de endereços-memória e comprimentos de buffer. Em vez de um buffer de memória grande e contíguo, uma transferência de "coleta dispersa" permite que o uso de buffers de memória não contíguos seja agregado para a solicitação de E / S do disco.

Ele entra em uma área de memória específica em que o kernel alocou o driver do disco. Eu não acho que é nomeado especificamente. Essa área de memória geralmente é configurada como um buffer de anel . Dependendo do sistema operacional, essa memória pode ser copiada uma segunda vez no espaço do usuário para o aplicativo usar.

DMA é "acesso direto à memória", o que significa que o controlador da unidade de disco pode gravar diretamente na RAM sem que a CPU pergunte repetidamente se há mais dados disponíveis (conhecido como pesquisa - a maneira como as coisas costumavam ser feitas). Em vez disso, quando todo o buffer foi transferido, o controlador interrompe a CPU para informar que os dados estão agora disponíveis.

Se você estiver curioso sobre um nível ainda mais baixo, o driver faz chamadas ioctl .