Bus memory attribute

根据程序的局部性原理，在主存与CPU之间设置的一个高速的容量较小的存储器，叫做cache。

ARM cache架构由cache存储器和写缓冲器(write-buffer)组成。其中Write_buffer是cache按照FIFO原则向主存写的缓冲器。

cache可以分为Dcache，Icache。分别cache data和 instruction。其中Dcache必须在MMU开启后才能在CP15寄存器中使能，Icache在MMU未使能的情

                                             况下，也是可以使能的。

在armv6版本之前的memory attribute：

一般会在使能MMU的过程中，规定MMU page table的definition。其中20bit表示每一page的memory attributes。12位表示每一page的基地址。一共32

                                    位。每一page都会设置两个属性，cacheable，bufferable。其中每一page的memory attribute有

                                    strong ordered，

                                    Outer and inner write-back, write allocate，

                                    Outer and inner write-through, no write allocate，

                                    Outer and inner write-through, no write allocate，shared Device.

                                    Shared Device.

                                    non-cacheable.

 

MMU_CACHE:

                            .word            0x5000_0000|strong ordered；(其中strong order由20bit来表示)

其中arm的基本memory attribute有四种：

                                    NCNB(Non-cacheable,non-bufferable，Strongly-ordered)，

                                    NCB(Non-cacheable,bufferable，Device)，

                                    Write-Through Cacheable bufferable，

                                    Write-Back Cacheable bufferable

Write-Through方式：CPU向cache写入数据时，同时也向memory写一份，使得cache和memory的数据保持一致，缺点是每次都要访问memory，速度较

                                    慢。

Write-Back方式：CPU更新cache时，只是把更新的cache区标记一下，并不同步更新memory，只有在cache区被新进入的数据取代时，才更新memory。

                                    会引起memory和cache的一致性问题。

Write-allocate方式：在cache miss的情况下，先对存储器进行read操作，将操作数读入cache，在进行读写，这样便cache hit。 

 

Bufferable与non-bufferable的区别，主要表现在ack信号的返回上，bufferable--将结果写入buffer(某个component)便返回ack，

                                                                                         non-bufferable等到结果写入外存,返回ack。

 

在AMBA3---AXI中，有四位的arcache/awcache信号，来表示transaction的这种属性。

arcache/awcache[0]表示，bufferable信号，表示interconnect或其他compnonent可以先返回ack，之后再写向final distination，只用在write操作。

arcache/awcache[1]表示，cacheable信号，对写操作，表示可以有不同的write megered together。

                                                            对读操作，表示该地址的数据可以pre-fetched，可被用在多个read transaction中。

arcache/awcache[2]表示，Read Allocate信号，如果一个transfer 读操作cache miss，它会allocated后再读。

arcache/awcache[3]表示，Write Allocate信号，如果一个write transfer cache miss，它会allocated，后读外存，在write-back方式的写回。

　　　　　　这两bit的信号在AXI3中主要是Cache的互联中，会进行设置，通过smmu出来之后的transaction，之间简单的加载外存的值。

 

在armv7及其之后的版本，Bus AXI4中的memory attribute:

主要的基点改动，

　　1) AxCache[1]表示modified的意思；

　　2) AXI4对non-modified的transaction有order的限制；

　　3) RA，WA变为了对memory attribute的编码。

 

modifiable transaction表示，

　　1)一个大的transaction，可以被分割为多个小的transaction；

　　2)多个小的transaction，可以被merge为一个大的transaction；

　　3)一个read operation，可以读取超过需要的数据，prefetch数据，这样之后可能可以少发送一些read transaction；

　　4)一个write operation，也可以访问一个更大的地址空间，不合理的地址对应的数据，使用strb信号关闭；

　　5)所以一个transaction，从源到目的地，AxAddr，AxSize，AxLen，AxBurst信号的值，都可以改动。

对于non-modifiable transaction，这些信号在传输过程中，是不能被修改的，transaction也就是不能被merge和split。

　　但是AxCache信号，从Bufferable转换为Non-Bufferable是可以的，

　　一个burst length大于16的transaction，也可以被split为几个小的burst length的transaction。这是个例外可以改length的地方。