cache的write through和write back

程序的局部性原理：

是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。时间局部性是指如果程序中的某条指令一旦执行，则不久之后该指令可能再次被执行；如果某数据被访问，则不久之后该数据可能再次被访问。空间局部性是指一旦程序访问了某个存储单元，则不久之后。其附近的存储单元也将被访问。

为了保证cache和memory的数据一致性，通常有三种方法：

1〉write through：CPU向cache写入数据时，同时向memory也写一份，使cache和memory的数据保持一致。优点是简单，缺点是每次都要访问memory，速度比较慢。

2〉post write：CPU更新cache数据时，把更新的数据写入到一个更新缓冲器，在合适的时候才对memory进行更新。这样可以提高cache访问速度，但是，在数据连续被更新两次以上的时候，缓冲区将不够使用，被迫同时更新memory。

3〉write back：ＣＰＵ更新cache时，只是把更新的cache区标记一下，并不同步更新memory。只是在cache区要被新进入的数据取代时，才更新memory。这样做的原因是考虑到很多时候cache存入的是中间结果，没有必要同步更新memory。优点是CPU执行的效率提高，缺点是实现起来技术比较复杂。

Cache的两个类型

--Write Through当写数据进Cache时，也同时更新了相应的Memory里的内容--Write back只是写到Cache里，Memory的内容要等到cache保存的要被别的数据替换或者系统做cache flush时，才会被更新。

Cache的两个函数

--Flush把Cache内容写回Memory,当Cache为Write through,不需要Flush--Invalidate把Cache内容直接丢掉不要。

Cache的使用场合

当有DMA在使用memory的时候，一般要用到cache的处理。因为DMA在访问memory时是不经过cache的。比较典型的比如在Ethernet，wireless,USB等driver里，DMA会操作descriptors和packet buffers,Driver要做这些处理
–如果driver使用descripter和packet buffer的地址都是cache的地址，那么
a).Driver在读descripter里一些状态比如Owned by CPU/DMA,有没有收到包时，要对descripter当前结构里的内容做cache invalidate,收到packet后，也要对packet buffer做cache invalidate
b).Driver在写descripter里一些状态比如Owned by DMA,要发送包时，要对descripter当前结构里的内容做cache flush,发送packet时，也要对packet buffer做cache flush
–有些driver会对descripter使用uncache 地址，那么上面两种情况里invalidate/flush就不用做了。一般很少会对packet buffer也用uncache地址的，因为对packet内容的处理将会很频繁，使用uncache会很慢。而descripter一般由于结构比较小，如果也使用cache地址的话，做invalidate/flush的时间消耗可能会比uncache的还要多。