DMA環境中的高速緩存一致性問題

Question

假設CPU修改位置x + 50中的值並且不將其刷新回主內存（寫回）。

同時，設備啓動從x到x + 100的DMA讀取請求。

在這種情況下，如何通知CPU刷新髒緩存線？

Answer 1

的DMA電路往往與主存儲器直接運行而不涉及CPU（這是主要的想法，以擺脫做I/O可以在硬件其他地方，從而完成節省CPU週期的CPU）。所以，你可能會碰到cache coherency problems。 Microsoft建議使用flushing I/O buffers when using DMA。

但是有些系統做支持CPU和DMA電路之間的高速緩存一致性協議，就像在多處理器系統中的CPU之間。最終的答案取決於實際的硬件。

Answer 2

有三種方法我能想到的：

1. 的內存被標記爲未帶緩存，
2. DMA控制器座標與高速緩存控制器，
3. 操作系統保證這會永遠不會發生，例如通過確保進程的CPU部分未運行。

這取決於硬件和操作系統的能力。

確保過程未運行時，在多任務操作系統過於怪異，如DMA由一個進程所擁有的內存可能是由過程做一個系統調用，例如觸發一個寫。可以取消進程並運行其他進程，直到DMA完成。

這可能是過多的約束，以等待I/O設備來完成的，所以DMA控制器可能被複制從進程地址空間到輔助緩衝器中。

所以，如果你有這個地方已經發生的情況下，請簡要說明的例子，你已經運行測試。