缓存 - 刷新和无效操作

Question

我对缓存同步操作有一些疑问。

无效：在cpu尝试读取设备更新的部分内存之前，需要使相应的内存无效。

刷新：在设备读取CPU更新的部分内存之前，CPU必须刷新（写回也是正确的？）从缓存到内存的内容，以便设备从内存中读取内容更新内容。

如果没有执行flush，它可能会读取内存中存在的垃圾数据，因为内存仍未使用写入缓存的内容进行更新。

请确认我的上述理解是否正确？

您想何时将flush和invalid结合起来？我听说在使用设备控制描述符时，我们需要通过组合flush和invalidate进行同步。为什么这样？

我们是否需要遵循像flush这样的序列然后使用invalidate？

是否有一个场景，其中flushs后面的invalidate将有用？

Answer 1

Flush会将缓存的内容写回主内存，而invalidate会将缓存行标记为无效，以便将来的读取转到主内存。

我认为如果设备正在更新内存块，您将组合flush和invalidate：flush将确保设备具有最新内容，并且invalidate将确保当设备完成时CPU将读取记忆中的新内容。

Answer 2

  

请确认我的上述理解是否正确？

一般来说，你是完全正确的，但有一些石头可能导致绊倒。您没有指定HW平台。如果我们不是在讨论用SRAM封装的小型嵌入式控制器，请考虑以下内容。 封装有MMU的处理器支持普通DDR内存和驱动程序（硬件相关）内存的不同内存属性。最后一个是不可缓存的，所以不用担心刷新/无效。

  

您想何时将flush和invalid结合起来？我听说   在使用设备控制描述符时，我们需要进行同步   通过组合flush和invalidate。为什么这样？

由于标签中提到了DMA，因此有几种情况（假设硬件缓冲区是不可缓存的设备内存）：

1. DMA将数据从DDR内存传输到HW缓冲区。
2. DMA将数据从HW缓冲区传输到DDR（HW接收数据并希望使其可用于CPU）
3. 从DDR转移到另一个DDR区域。




1. 在DMA之前，DDR缓冲区应该刷新。驱动程序缓冲区不可缓存，因此无需失效。
2. DDR缓冲区应该无效之前或之后（详见下面的NOTE）详细信息）DMA传输以防止CPU使用缓存中的“旧”数据。刷新HW缓冲区是多余的。
应该刷新
3. 'Source'缓冲区，'Destination'缓冲区应该无效。因此，在传输之前，有效数据存储在DMA的内存中，并且在DMA完成工作后，CPU不会从缓存中获取“污垢”。


NOTE：在DMA化之前，'source'显然应该刷新。仍然存在何时无效的问题。从技术上讲，它是在CPU尝试访问“目标”数据之前，可以在DMA之前或之后（我们应该确保DMA已完成工作）。 IRL在 DMA后失效可能会导致问题。参考 Flush/Invalidate range by virtual address; ARMv8; Cache;

正如您所见，无效应该在之前完成。同样漫无目的地使用ARMv7设备的BSP代码，我建议在 DMA传输之前使目标缓冲区无效。




  

我们是否需要遵循像flush这样的序列然后使用invalidate？

假设源缓冲区和目标缓冲区不相互交叉，则不存在依赖关系。您可以flush-invalidate或invalidate-flush。




  

是否有一个场景，其中flushs后面的invalidate将有用？

不要这么认为。