多核cache一致性
时间: 2023-09-26 14:13:48 浏览: 73
多核缓存一致性问题是指在多核CPU中,每个核心都有自己独立的缓存,当不同的核心同时访问或修改同一块内存中的数据时,可能会导致各自缓存中的数据副本不一致。为了解决这个问题,需要使用多核缓存一致性协议(Cache Coherence Protocol),其中MESI协议是一种常用的协议。
MESI协议是一种基于状态机的协议,它使用标记状态的方式来维护每个cache line的状态,并通过状态的切换来实现缓存一致性。每个cache line的状态可以有多种,如Modified(被修改)、Exclusive(独占的)、Shared(共享的)和Invalid(无效的)。当某个核心修改了某个cache line的值时,该cache line的状态将变为Modified。当其他核心试图读取或修改该cache line时,需要先将其状态切换为Shared,并获取最新的数据。
相关问题
Linux内核链表 内存屏障,从cache一致性到理解内存屏障
Linux内核链表是一个非常基础的数据结构,在Linux内核中被广泛使用。Linux内核链表通过指针连接节点,每个节点都包含下一个节点的指针,从而形成链表。
在多核处理器架构下,由于不同核心的缓存可能不一致,当多个核心同时对链表进行修改时,可能会出现数据不一致的情况。为了解决这个问题,Linux内核采用了一种叫做“cache一致性”的技术,即每次修改链表节点时,都需要将该节点所在的缓存行标记为无效,这样其他核心访问该节点时,就会重新从内存中读取数据,保证数据一致性。
而内存屏障则是保证代码执行顺序的关键技术。在多核处理器架构下,由于不同核心的指令可能乱序执行,因此需要内存屏障来确保指令的执行顺序。内存屏障分为读屏障、写屏障和全屏障三种。
读屏障(rmb)用于确保所有先于读屏障的读操作都完成后,才能执行读屏障之后的操作;写屏障(wmb)用于确保所有先于写屏障的写操作都完成后,才能执行写屏障之后的操作;全屏障(mb)则是同时执行读屏障和写屏障的作用。
在Linux内核链表中,内存屏障被广泛应用。例如,在向链表中添加节点时,需要先将新节点的指针指向下一个节点,再将上一个节点的指针指向新节点。此时就需要使用内存屏障来确保指针的修改顺序正确。具体来说,需要在修改新节点指针之后、修改上一个节点指针之前,加入写屏障;在读取新节点指针之前、读取上一个节点指针之后,加入读屏障。这样就可以确保指针的修改顺序正确,从而避免了数据不一致的情况。
ti6678+缓存一致性
ti6678+缓存一致性是指在TI TMS320C6678多核处理器上解决缓存一致性的问题。该处理器具有多级缓存,包括L1缓存、L2缓存和可用作缓存的MSM(Multi-core Shared Memory)。当一个核心读写DDR内的数据时,数据会保存在L2缓存和L1D缓存中。如果该数据一直在缓存中,那么对该数据的读写操作都会直接在缓存中进行,而不会修改DDR中的数据,从而提高CPU的读写速度。然而,这可能导致其他核心读取DDR中的数据与缓存中的数据不一致的问题。
为了解决多核之间的缓存一致性问题,TI TMS320C6678提供了一种解决方案,即通过配置MAR(Memory Address Register)寄存器来控制某些地址空间的读取不使用缓存。每个MAR寄存器对应0x1000000个字节的地址空间。通过禁用缓存,可以确保数据所在地址不会被缓存,从而消除多核之间的数据不一致性问题。可以使用官方函数CACHE_enableCaching(Uint8 mar)来启用或禁用缓存,也可以自己实现,将MAR寄存器的bit 0写入0即可关闭缓存。
请注意,每个MAR寄存器对应的地址范围可以参考TI官方文档,具体的地址范围可能因为篇幅有限无法在此提供。