cache write-Through模式下应用的注意事项

I. cache与DMA

cache工作方式分为直写(Write-through)和回写(Copy-Back)详细介绍见http://blog.csdn.net/kklvsports/article/details/9208475

cache设置Copy-Back工作模式，写操作的时候在将数据写入cache并更新Dirty标志后，不会将数据写入cache对应的主存(只有在该缓存行需要被替换时，cache中的数据才会刷入主存中)。由于DMA(Direct Memory Access)操作无需CPU参与CPU不知道，因此此时如果有DMA(Direct Memory Access)操作需要读取刚才写的内容的话，取到的数据将是错误的，因为此时cache中的数据还未刷入主存。类似DMA写入主存某个地址数据时，CPU不知情也不会更新该地址对应cache中的内容，如果此时CPU要取DMA刚写入的数据话，取到的数据也是错误的。

如何解决上述问题呢？

1. 硬件如果支持snoop功能的话，使能snoop，让硬件保证。

2. DMA访问的空间设置为不可cache属性，但是这样影响性能

3. DMA写主存后，对对应主存地址的cache进行invalidate操作，这样CPU在访问的时候会从主存取得正确的数据；DMA读主存前，对对应主存地址的cache进行flush操作，将cache中较新的数据刷入主存。

II. i-cache和d-cache

L1 Cache分为指令cache(i-cache)和数据cache(d-cache)，他们是彼此分离的，互相不感知。取指令的时候查看i-cache，读写数据的时候查看d-cache。所以，如果CPU要执行刚刚拷贝的指令(这些指令是作为数据被首先放到d-cache中)的话，在此之前要将d-cache中的指令flush到主存，并且将i-cache无效，以执行正确的代码。

参考 《see mips run 2rd edition》