1、Introduction of ARM cache,為什么要了解cache和write buffer 程序員通過cache鎖定，可以提高CPU效率 對I/O操作使用cache或write buffer技術(shù)，會產(chǎn)生訪問錯誤 適時對cache進(jìn)行清理，能夠避免數(shù)據(jù)丟失 了解cache,能夠加深理解編寫自修改代碼的危險性,什么是cache 法語單詞，“隱蔽的存儲場所” Cache相當(dāng)于消費(fèi)者和銀行之間的錢財暫存場所,purse,Bank,cache,cache的實(shí)現(xiàn)原理,高速的計算能力,部分存儲單元,低速的主存訪問,0 x0004,0 x0008,0 x0010,0 x0014,成塊讀取數(shù)據(jù)到cac

2、he,高速cache訪問,已使用,未使用,cache在系統(tǒng)中的位置 cache位于CPU內(nèi)核和主存之間 MMU的處理器中cache的位置,主存,cache,MMU,主存,cache,MMU,處理器,地址總線,地址總線,數(shù)據(jù)總線,數(shù)據(jù)總線,虛擬cache,物理cache,處理器,Cache 寫策略,單個讀,整體寫,單個讀,單個讀,寫回法(write back),單個讀,單個讀,單個讀,單個寫,單個寫,單個寫,寫通法(write through),Cache 兩種寫策略比較,Cache地址映射(最簡單一種) 主存的空間通常 cache空間,主存,cache,直接映射的優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：cac

3、he 顛簸(cache thrashing) 多個虛擬地址映射到同一個cache line,主存,cache,0 x00000014,0 x00001014,0 x00002014,0 xfffff014,0 xffffe014,0 xffffd014,采用3維Cache陣列降低顛簸概率 Cache被劃分為多個相同way,主存,Cache 存儲陣列,Way,Set,Cache line,Cache line的組成,目錄信息段,valid,dirty,狀態(tài)信息段,數(shù)據(jù)項(xiàng)段,帶有cache的主存訪問過程直接映射 DI = log2 (data size one cache line) SI = l

4、og2 (cache line number of one way) T = 32 - SI - DI,請求地址,Cache 存儲陣列,Set 定位,1,有效性 檢查,2,比較,data 定位,3,4,直接映射cache實(shí)例(cache size = 4K) DI = 4 SI = 8 T = 20,4K cache,塊 (4k),請求地址,4G主存,帶有cache的主存訪問過程組相聯(lián)映射 DI = log2 (data size one cache line) SI = log2 (cache line number of one way) T = 32 - SI - DI,請求地址,Cac

5、he 存儲陣列,Set 定位,1,有效性 檢查,2,比較,data 定位,3,4,相聯(lián)度及各種映射的優(yōu)、缺點(diǎn) 最大程度提高相聯(lián)度 全相聯(lián),Cache訪問結(jié)果(命中),請求地址,Cache 存儲陣列,Cache 控制塊,比較成功,命中,Cache訪問結(jié)果(不命中),V失效,直接映射Tag 匹配失敗,New data0,New data1,New data2,New data3,New data0,New data1,New data2,New data3,垃圾筐,Write back型,組相聯(lián)cache反問失效 V失效 某個way的一個cache line的V為0： 直接拷貝一個cache li

6、ne Tag失效 所有way的相應(yīng)cache line的tag匹配都失敗： cache line 替換 替換算法 輪轉(zhuǎn)法 victim = current allocated cache line + 1 隨即法 victim = current allocated cache line + random number,Cache 清除和清理,0,0,0,0,清除(flush),清0,回寫,清理(clean,只用于write back型的D-cache),Cache 清除 清除cache C語言函數(shù)舉例(ARM926EJ-S) 清除D-cache _inline void flushDCache926(void) _asm MCR, P15, 0, C7, C6, 0; 清除I-cache _inline void flushCache926(void) _asm MCR, P