Cache策略 - ARM核920T性能優(yōu)化之Cache

　　Cache策略包括寫策略，替換策略及分配策略。

　　1)寫策略

　　寫策略包括直寫法(writethrough)和回寫法(writeback)。

　　直寫法：

　　如果cache控制器使用直寫策略，那么處理器核寫cache命中時，將同時修改cache和主存中的內容，以確保cache和主存數(shù)據(jù)的一致性。

　　回寫法：

　　如果cache控制器使用回寫策略，那么處理器核寫cache命中時，只向cache存儲器寫數(shù)據(jù)而不立即寫入主存。配置成回寫法的cache要使用到cache行的狀態(tài)信息塊中的一個或多個臟位(dirty bit)。當回寫cache控制器向cache存儲器中某一行寫入數(shù)據(jù)時，它會將臟位設置為1。如果cache控制器要將一個臟位被置位的cache行替換出cache存儲器，那么該cache行數(shù)據(jù)會自動被寫到主存單元中去。

　　2)替換策略

　　帶cache的ARM核支持兩種替換策略：偽隨機替換法和輪轉法。當一個cache訪問失效時，cache控制器必須從當前有效的組中選擇一個cache行來存儲從主存中取得的新信息。被選中的cache行被稱為丟棄者(victim)。如果丟棄者中包含有效的臟數(shù)據(jù)，那么在該cache行被寫入新數(shù)據(jù)之前，控制器必須把該行的數(shù)據(jù)寫入到主存。選擇和替換丟棄cache行的過程被稱作淘汰(eviction)。

　　3)分配策略

　　在cache失效發(fā)生時，ARM的cache可以采取兩種策略來分配cache行：第一種叫做讀操作分配(read-allocate)策略;第二種叫做讀/寫操作分配(read-write-allocate)策略。如果cache未命中，那么對于讀操作分配策略，只有進行存儲器讀操作時,才分配cache行。如果被替換的cache行包含有效數(shù)據(jù)，那么在該行被新的數(shù)據(jù)替換之前，要先把原來的內容寫入主存中。

　　采用讀/寫操作分配策略時，不管是存儲器讀操作，還是存儲器寫操作，在cache未命中時，都將分配cache行。

　　七.清除(flush)和清理(clean)cache

　　清除cache的意思是清除cache中存儲的全部數(shù)據(jù)，對處理器而言，清除操作只要清零相應cache的有效位即可。然而，對于采用回寫策略的D-cache，就需要使用清理(clean)操作。

　　八.Cache鎖定

　　Cache鎖定是將cache中的部分代碼和數(shù)據(jù)標記為非替換(exempt of eviction)的。被鎖定的代碼和數(shù)據(jù)有更快的系統(tǒng)反應能力，因為這些數(shù)據(jù)和代碼一直存放在cache中。Cache在正常操作時，經(jīng)常會涉及到行替換，這種替換會帶來代碼執(zhí)行時間不確定的問題，而cache鎖定會避免這種不確定性。ARM內核為cache鎖定分配固定的cache單元。一般來講，分配cache鎖定的cache單元是一個路(way)。