cache读写策略(write-back/through)与分配策略(allocate)_arm11 cache 写策略

1.allocate

先确定一下allocate的概念，就是在cache miss的时候，去内存中读写数据过程中给这个数据分配cacheLine并存储到cache。

其中write-allocate可以分为两种情况：

• 先读要改写数据对应的cacheLine大小的数据回来，存储到新分配的cacheLine上，然后将要修改的写数据更新到cacheLine中
• 直接分配cacheLine，将数据存储到该cacheLine

以上两种fill cacheline的过程适用于不同的情况，第一种适用于写数据不是整个cacheLine大小，由于和内存交互的最小单元是cacheLine，所以只能先读整个cacheLine，这个过程称为读改写。

显然第二种就属于完全替换整个cacheLine的情况，当然完全替换整个cacheLine也可以采用第一种方式。

必须要分清的是read trans miss对应的是read allocate；而write trans miss对应的是write allocate，即使write miss后allocate的cacheLine的fill可能需要从内存中读数据。

2.cache的读策略与read allocate

上表是ArmV8架构手册给出的memType及mem属性，在cacheability中cacheable为何只有write-Through Cacheable和Write-Back Cacheable而没有提到read的属性呢？

我们在说write-Through和write-back cache的时候，并不是说该cache不能支持读trans，而是因为默认情况下write-through和write-back的cache的读策略都是一样的。

对于cacheable的trans，读首先要在cache中查找，

• 如果hit，那么就得到所需的数据
• 如果miss就去内存中读取

在miss后读取内存的过程中，对读回的数据处理又分了两类

• read allocate ：就是将读回的数据分配一个cacheLine存储在cache中
• read non-allocate：读回的数据直接给master使用，而不在cache中缓存

而默认情况下都是使用read allocate的cache【无论是write-back还是write-through】

3.cache的写策略与write allocate

常用的cache写策略是write-back和write-through，Arm目前也支持这两种回写策略，还有其他的策略不在这里体现。

既然是cacheable的写trans，首先到cache中查找，若：

Hit时：

write-through：将写数据更新到cacheLine，同时将该Dirty的cacheLine写到内存中

write-back：直接将数据更新到cacheLine，并不立即写到内存中去，在该cacheLine被逐出cache时，写到内存中。

miss时，按照allocate分为两种情况：

write allocate ：此时在cache中分配一个cacheLine(fill cacheLine过程见本文第一章)，然后按照hit的情况，分write-back和write-through回写数据

write non-allocate：此时无论write-back还是write-through都是直接将数据写往内存中。

ARM的cache和mem零散记录(属性)-CSDN博客这边博客中提到的write stream mode就是典型的使用write non-allocate的场景。