DMA环境中的高速缓存一致性问题

Question

假设CPU修改位置x + 50中的值并且不将其刷新回主内存（写回）。

同时，设备启动从x到x + 100的DMA读取请求。

在这种情况下，如何通知CPU刷新脏缓存线？

Answer 1

的DMA电路往往与主存储器直接运行而不涉及CPU（这是主要的想法，以摆脱做I/O可以在硬件其他地方，从而完成节省CPU周期的CPU）。所以，你可能会碰到cache coherency problems。 Microsoft建议使用flushing I/O buffers when using DMA。

但是有些系统做支持CPU和DMA电路之间的高速缓存一致性协议，就像在多处理器系统中的CPU之间。最终的答案取决于实际的硬件。

Answer 2

有三种方法我能想到的：

1. 的内存被标记为未带缓存，
2. DMA控制器坐标与高速缓存控制器，
3. 操作系统保证这会永远不会发生，例如通过确保进程的CPU部分未运行。

这取决于硬件和操作系统的能力。

确保过程未运行时，在多任务操作系统过于怪异，如DMA由一个进程所拥有的内存可能是由过程做一个系统调用，例如触发一个写。可以取消进程并运行其他进程，直到DMA完成。

这可能是过多的约束，以等待I/O设备来完成的，所以DMA控制器可能被复制从进程地址空间到辅助缓冲器中。

所以，如果你有这个地方已经发生的情况下，请简要说明的例子，你已经运行测试。