dma访问主存时_DMA导致Cache数据一致性问题的原因及其解决方式（理论篇）
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??編 者 悟 語? ????唉！嫉妒之心真的能俘獲它所接觸到的任何目標啊——“欲加之罪，何患無辭”呢？“覺悟高的”更有“愛屋及烏”的絕技哈，。(看到些人和事，感慨一番)
文 章 導 讀
? ? 今天總結一下DMA導致Cache數據一致性問題的原因及其解決方式，首先介紹的Cache及其出現的原因，而后介紹的引起Cache數據一致性問題的原因，最后簡要說了兩種解決Cache數據一致性問題的方式，此為理論篇，以后有時整篇實踐性的哈，！
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1Cache及其出現的原因????1)概述
??? Cache是高速緩存，它主要在內存與CPU直接提供一個中間環節，以提供數據的讀寫速度。
??? Cache用于保存最近被訪問的存儲空間內容的備份。
??? Cache是比較貴的，它用于暫存數據，一般芯片的空間都不會太大。
????2)Cache出現的原因
??? Cache的出現是基于兩種因素。
????一是由于CPU的速度和性能提高很快而主存速度較低且價格高。
????二是程序執行的局部規律性。
??? 3)補充：程序執行的局部規律性
????程序執行的局部規律性包括時間局部規律性和空間局部規律性。
????時間局部規律性：在程序執行過程中，剛剛被訪問的信息可能很快被再次訪問，典型情況是程序中存在大量的循環。
????空間局部規律性：在程序執行過程中，那些與被訪問的地址相臨近的信息也有可能很快被訪問。典型情況是程序中存在大量的順序執行。
????從局部性規律可知，程序中的數據或者代碼被訪問后，該數據和代碼以及鄰近的數據代碼近期再被訪問的概率要遠大于，近期未被訪問的數據或者代碼被訪問的概率。
????因此，才用速度比較快而容量有限的SRAM構成Cache，用來改善速度較慢的存儲器或總線寬度較窄的存儲器的性能。
????對于ARM的Cortex-M系列內核，到Cortex-M7才出現Cache，前面的Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4等都是不帶Cache的。
2Cache的幾個常用概念????這里只介紹兩個原來文章中少的兩個，其他的概念可以看我后面提到的另一篇文章哈，因為寫過，所以就不在這再列一次了。
????① 命中。
??? Cache hit(命中):要訪問的數據/指令在cache里面。
??? Cache miss(非命中/無效):要訪問的數據/指令不在cache里面。
????在Cache開啟的情況下，設備訪問某地址的數據時之所以先去找Cache是因為Cache的訪問速度是比訪問內存快的，在Cache中找到了想要的數據(命中了)，訪問就會比較快，找不到再到指定的內存位置去找。
????② Non-cachable。
??? CPU對內存的讀寫不經過Cache。
????讀分配、寫分配、寫通、寫回等概念我另一篇文章中已經，請受累移步結合RT1052談談訪問存儲機制——緩沖、緩存、共享、執行、阻塞，這里就不贅述了。
3數據一致性問題及其解決方式????1)數據一致性問題
????引發數據一致性問題的情況主要有兩個。
????① Cache中的數據未及時更新到內存。
????② DMA修改了內存數據，但未及時更新到Cache。
????2)數據一致性問題的解決方式
????解決數據一致性問題的方法也很簡單，只需要手動(程序員編寫程序)更新數據即可，并且NXP官方SDK提供了更新數據的函數。針對兩種數據一致性問題解決方法如下：
????① 更新Cache數據到內存。
????一般芯片自帶的函數庫中一般會提供這樣的更新函數。
????比如，RT1052函數庫中的更新函數是L1CACHE_CleanDCacheByRange。
????② 無效化Cache中的數據。
????如果內存中的數據被DMA更改，CPU讀取數據之前要無效化Cache，這樣CPU在Cache中找不到數據備份則會直接從內存中讀取。
總結
? ? 今天總結了DMA導致Cache數據一致性問題的原因及其解決方式，此為理論篇，后期有時整篇實踐性的哈，還會有存儲相關的內容，小伙伴們敬請期待哈，。
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以上是生活随笔為你收集整理的dma访问主存时_DMA导致Cache数据一致性问题的原因及其解决方式（理论篇）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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