Cache 的write back和write through

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為了保證cache和memory的資料一致性，通常有三種方法：

1〉write through：CPU向cache寫入資料時，同時向memory也寫一份，使cache和memory的資料保持一致。優點是簡單，缺點是每次都要訪問memory，速度比較慢。

2〉post write：CPU更新cache資料時，把更新的資料寫入到一個更新緩衝器，在合適的時候才對memory進行更新。這樣可以提高cache訪問速度，但是，在資料連續被更新兩次以上的時候，緩衝區將不夠使用，被迫同時更新memory。

3〉write back：ＣＰＵ更新cache時，只是把更新的cache區標記一下，並不同步更新memory。只是在cache區要被新進入的資料取代時，才更新memory。這樣做的原因是考慮到很多時候cache存入的是中間結果，沒有必要同步更新memory。優點是CPU執行的效率提高，缺點是實現起來技術比較複雜。

 

 

回寫與透寫

對於cache的演算法。大方面有兩種，Write-Through(通寫)和Write-Back(回寫).    Write-Through，也就是說OS發送的處理data的請求，一直要等到全部memory裡面的data正確寫到穩定儲存media(如硬碟)中，然後返回給OS報告處理完畢，然後OS才會去update其狀態;這種情況下，通常不會有dirty cache.      而Write-Back,就是在OS發送處理data的請求後，該演算法會將它用buffer存起來，並在沒有正確寫到穩定儲存media(如硬碟)中前，就告訴OS處理完畢，然後OS就會去update；但是要是此時掉電或其他故障，buffer的資料沒有被寫入穩定儲存media(如硬碟)，那麼os update的資訊就和media中的資訊不一致.為了避免這樣，所以才用NVRAM，它在調電後資料仍然不丟失，但是在被重新上電後，其資料會是dirty的，也就是樓主所提到的dirty cache(如何將dirty cache更新到media，這是Write-Back應該做的事)。    這和買賣東西相似，Write-Through就相當於你親自去買東西，你買到什麼就可以親手拿到；而Write-Back就和中介差不多，你給了中介錢，然後它告訴你說你的東西買到了，然後就相信拿到這個東西了，但是要是出現特殊情況中介跑了(掉鏈子了)，你再去檢查，東西原來沒有真正到手。

 

1.Cache的兩個類型
    --Write Through
    當寫資料進Cache時，也同時更新了相應的Memory裡的內容
    --Write back
    只是寫到Cache裡，Memory的內容要等到cache儲存的要被別的資料替換或者系統做cache flush時，才會被更新。

2.Cache的兩個函數
    --Flush
    把Cache內容寫回Memory,當Cache為Write through,不需要Flush
    --Invalidate
    把Cache內容直接丟掉不要。

3.Cache的使用場合
    當有DMA在使用memory的時候，一般要用到cache的處理。因為DMA在訪問memory時是不經過cache的。比較典型的比如在Ethernet，wireless,USB等driver裡，DMA會操作descriptors和packet buffers,Driver要做這些處理
    --如果driver使用descripter和packet buffer的地址都是cache的地址，那麼
    a).Driver在讀descripter裡一些狀態比如Owned by CPU/DMA,有沒有收到包時，要對descripter當前結構裡的內容做cache invalidate,收到packet後，也要對packet buffer做cache invalidate
    b).Driver在寫descripter裡一些狀態比如Owned by DMA,要發送包時，要對descripter當前結構裡的內容做cache flush,發送packet時，也要對packet buffer做cache flush
    --有些driver會對descripter使用uncache 地址，那麼上面兩種情況裡invalidate/flush就不用做了。一般很少會對packet buffer也用uncache地址的，因為對packet內容的處理將會很頻繁，使用uncache會很慢。而descripter一般由於結構比較小，如果也使用cache地址的話，做invalidate/flush的時間消耗可能會比uncache的還要多。

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