中国共享单车“骑”向联合国内罗毕办事处

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Cache的一致性问题： 很多时候在我们开发板卡驱动程序的时候我们对分配的内存带的cache会产生迷惑，我们什么时候应该分配带cache的内存,有 cache有什么好处，应该要注意哪些问题，有可能会出现哪些问题等等太多的问题不明确，所以我们在这里就简单介绍一下有关的cache问题。 首先cache的最大的好处是，解决CPU与内存之间的瓶颈，我们现在使用的SDRAM的速度一般都在3ns~10ns左右,而CPU的速度已经到了1G,甚至十几G或几十G的速度，很明显这样的速度差异会导致CPU在存取内存时经常要等待数据在内存上的操作，这将致命地影响系统的性能。所以人们引进了cache机制，因为造价及物理上的限制cache通常都不大只有256K或512K，但是速度很快，它的位置一般在CPU与内存之间，它有一些列的快速算法来保证下次CPU存取内存的数据在cache内的高机率。这样CPU在存取数据如果数据在cache内则直接对cache进行存取而无须与缓慢的内存打交道。 为板卡开发的driver必须保证cache的一致性，即cache中的数据必须与内存中的数据保持同步，因为在使用异步方式读取内存时有可能产生内存与cache失步。数据cache是为了减少存取内存的次数，而加快系统的性能，数据cache通常有两种放式：writethrough和copyback。Writethrough是指在写内存时同时也往cache中写。保证cache的在输出上一致，但不保证在输入时一致。Copyback仅将数据写到cache中，它保证数据在输入和输出时都一致。 当CPU写一个DMA设备上的内存时，数据首先被写到cache中，当DMA设备从RAM中传输数据时，不保证内存中的数据与cache中的数据一致。这样输出到设备的数据也许不是最新的，最新的数据应该在cache内。可以在数据传输到DMA设备之前将cache数据刷新到内存中。 当CPU读一个DMA设备上的内存时，数据读可以来自cache的buffer而不是从设备传输到内存的数据，可以确保cache buffer已经被标记（屏蔽）来解决读出的数据来自内存而非cache. Driver可以通过分配无cache buffers(使用cacheDmaMalloc（）)或刷新和使cache无效来解决CPU与设备之间数据传输的cache一致性问题。分配无cache buffers常用于分配静态buffers,它需要MMU的支持。无cache buffers频繁地被动态分配和释放将导致大量的内存被标记为无cache.一个择中的方法来使用动态无cache buffer是人为地刷新（使用cacheFlush()函数）和屏蔽cache (使用cacheInvalidate( )).注意在设备读数据之前用cacheFlush( )保证数据一致，而在设备写内存后用cacheInvalidate( )保证将cache和内存数据的一致。

1，Writethrough是指在写内存时同时也往cache中写。保证cache的在输出上一致，但不保证在输入时一致。这句话怎么理解？

2，当CPU写一个DMA设备上的内存时，数据首先被写到cache中，当DMA设备从RAM中传输数据时，不保证内存中的数据与cache中的数据一致。 这句话是说，CPU对DMA设备进行写操作，数据虽写到cache中，但却是从ram中取的数据。cpu如何控制从cache取数据还是从ram取数据？

如果CACHE中已经有RMA数据的映像，那么CPU就会从RAM中取数据，虽然有可能这时CACHE和RAM中的数据已经不一致了；反之，CPU会从RAM中取数据，如果这快RAM是CACHEABLE的，那么CPU会把一块数据都取到CHCHE中。

还有外设和FLASH的地址空间不能设置承WRITE BUFFERABLE，外设的地址空间也不能设置成CACHEABLE的，

但FLASH的地址空间可以设置成READ CACHEABLE,无论是DATA还是INSTRUCTION，但FLASH的地址空间千万不能设置成WRITE CACHEABLE，那样的话FLASH的操作都是不能完成。

对于没有MMU的CPU，要使能CAHCE，必须配置MPU，MPU很简单，就是对不同的内存区域给予不同的读写权限和缓冲机制，更具体的可以看看ARM的资料，在ARM的网站上就有。