为什么 ARM SMP Linux 内核强制缓存策略为 writealloc？

Question

在 ARM SMP Linux 内核中使用 writealloc 缓存策略是否存在架构上的原因？我们可以将其更改为写回缓存策略吗？

内核启动日志：

[0.000000] 为 SMP 强制写入分配缓存策略
[0.000000]内存策略：数据缓存writealloc

Answer 1

在 ARM SMP Linux 内核中使用 writealloc 缓存策略是否存在架构上的原因？

首先，对于大多数工作负载来说，它的速度要快得多。其次，spin_locks 和其他 Linux 同步原语使用 LDREX 和 STREX，可能需要有一个写分配策略^{Xilinx W/A and exclusive}，或者至少会使使用独占访问的代码复杂化，这对 SMP 来说是一个很大的好处系统。

写分配意味着回写缓存； no-write allocate 意味着一个直写缓存（或基本上没有写入缓存）。使用直写式缓存来获得排他锁可能要困难得多（因为您必须复制回写式缓存才能实现排他锁）。

我们可以将其更改为写回缓存策略吗？

看起来没有。至少在不修改源代码的情况下并非如此，这就是我认为您的意思。内核参数cachepolicy 可以是其中之一，

• 未缓存
• 缓冲
• 直写
• 回写
• writealloc

build_mem_type_table 强制它为 SMP 系统“写入分配”。至少您需要更改此代码。但是，如果您天真地将其删除，则会产生后果。例如，请参阅ca8f0b0a545f55b。

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来源：Wikipedia

有两种基本的缓存写入方法：

• Write-through：写入缓存和后备存储是同步完成的。
• Write-back（也称为 write-behind）：最初，只对缓存进行写入。对后备存储的写入被推迟，直到修改的内容即将被另一个缓存块替换。

...

由于写入操作没有数据返回给请求者，因此需要对写入未命中做出决定，是否将数据加载到缓存中。这是由以下两种方法定义的：

• Write allocate（也称为 fetch on write）：将丢失写入位置的数据加载到缓存中，然后执行写入命中操作。在这种方法中，写入未命中类似于读取未命中。
• No-write allocate（也称为 write-no-allocate 或 write around）：未写入位置的数据不会加载到缓存中，而是直接写入后备存储。在这种方法中，仅在读取未命中时将数据加载到缓存中。

...

• 回写式缓存使用写入分配，希望后续写入（甚至读取）到现在已缓存的同一位置。
• 直写式缓存使用无写入分配。在这里，后续写入没有优势，因为它们仍需要直接写入后备存储。

缓存以外的实体可能会更改后备存储中的数据，在这种情况下，缓存中的副本可能会过期或过时。或者，当客户端更新缓存中的数据时，其他缓存中的这些数据的副本将变得陈旧。缓存管理器之间保持数据一致的通信协议称为一致性协议。

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ARM cpus 通常有一个写入缓冲区，因此多个写入（例如 32 位）将被组合成 128 位（AXI 总线大小），对于 SDRAM 设备甚至更大。