序言

帶著問題去學(xué)習(xí)，關(guān)于cache的一些思考:
1、L1/L2/L3 cache到底在哪里？L1/L2/L3 cache分別都是多大？
2、L1/L2/L3 cache的組織形式都是怎樣的？n路組相連？
3、你見過VIVT的cache嗎？你為什么要學(xué)習(xí)VIVT的cache？ 非常干擾你對cache的理解，還不如不學(xué)呢.
4、那么cache是VIPT還是PIPT？ 還是在一個core中既有VIPT，也有PIPT？
5、你要學(xué)習(xí)MESI的原理嗎？你能記得住嗎？你是不懂MESI，還是不懂cache架構(gòu)？
6、MOESI又是啥玩意？現(xiàn)在主流的core是MESI，還是MOESI？
7、MESI僅僅是一個協(xié)議，總得有硬件來執(zhí)行這個協(xié)議，硬件是誰？
8、MESI這個協(xié)議有4個狀態(tài)，這4個狀態(tài)記錄在哪里？
9、L1/L2/L3 cache中，或者說core cache/cluster cache中，哪些cache的維護遵守了MESI協(xié)議，哪些沒有遵守？為什么這樣設(shè)計？
10、cache line中的data是多少個字節(jié)？ 在分析問題時，你為什么總是按照條件分析，16bytes的cache line是怎樣的，64bytes的cacheline是怎樣的？難道你不知道，現(xiàn)在主流的arm core的cache line全部都是64bytes？
11、cache的TAG是什么玩意，里面都有什么？別說cache TAG是物理地址？
12、cache line中又都有什么? 為什么沒有index？
13、L2 cache到底是在core中，還是在cluster中？
14、假設(shè)一塊內(nèi)存配置成了non-cacheable，為什么就不緩存到cache了？
15、頁表entry的屬性中定義了cache的緩存策略，那如果disable mmu后，那么cpu讀寫內(nèi)存時候的緩存策略是什么？
16、做為一名軟件工程師，對于L1/L2/L3 cache的緩存策略，哪些可以修改？哪些是硬件定死的不可以修改？
而這些的替換策略又都是怎樣的？
17、什么是inclusive cache？ 什么是exclusive cache？ Strictly和Weakly呢？
18、一些概念的理解，如CCI、SCU、DSU、ACE、CHI ？
19、如何配置一個頁面的cacheable屬性？ 如何配置頁表的cacheable屬性？

前言

做為一名底層安全工程師、一名一線支持客戶的FAE，工作的內(nèi)容涉及到TF-A、TEE、TA、Linux Kernel、Linux native程序等眾多模塊，也會涉及到一些硬件模塊driver。在這些不同的硬件或系統(tǒng)軟件之中，有著不同的memory屬性的配置，不同的緩存策略，那么我們在這多硬件多軟件通過share memory通信時，就會遇到各種各樣的問題，其實很多時候，也都是客戶的靈魂一問，為了給客戶一個專業(yè)的感覺，身為FAE也不得不去弄懂底層深層次的原理…

本人不是什么專家，更不是什么的大佬，也就是看了一些arm文檔，加上自己的理解，然后總結(jié)出如下文章，當(dāng)然我在總結(jié)的時候，一切都以官方資料為準(zhǔn)，盡量不瞎說不亂說，有些查不到的資料我求證了一些ASIC專家。其實cache同其它模塊(如MMU、異常、gic…)相比，cache應(yīng)該算上最難的，不過好在它的大多數(shù)行為都是硬件幫我們做好了，所以我們軟件就簡單了，但是越是硬件自動的行為，對于我們軟件工程師理解起來就會吃力，因為看不到資料看不到設(shè)計，很多都得靠猜。

最后，希望這系列文章，能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭：煤脤W(xué)習(xí)、天天向上，卷起來同志們。

說明：

• 本系列所講述的，都是以armv8/armv9架構(gòu)位基準(zhǔn)，如有涉及執(zhí)行狀態(tài)，則是aarch64. 如有涉及具體core，則是A710和A53
• 大多數(shù)內(nèi)容來自arm官方文檔、少部分咨詢了ASIC同事，再加上部分自己的理解…

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的00-深入学习cache的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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