ARM Cortex M7：缓存是否可以清除 DMA 设备所做的更改？

Question

我正在为 STM32H743 SoC 中的 DMA 总线主设备开发驱动程序，由 Cortex M7 CPU 提供支持。假设我有两个内存位置，x 和 y，它们映射到同一个缓存行，在 正常的可回写缓存内存 中，并假设以下事件顺序：

1. 从 x = x1, y = y1 开始，缓存行无效。
2. CPU 读取 y
3. 内存中的 DMA 设备集 x = x2
4. CPU 集 y = y2
5. CPU 清理缓存行。

5.完成后，从DMA设备的角度，x = ?

我认为 DMA 会看到 x = x1，这是我的推理：

• 当CPU读取2.中的y时，缓存行被拉入缓存。它显示为 x = x1, y = y1，并被标记为有效。
• DMA 然后在内存中更新 x，但更改不会反映在缓存行中。
• 当 CPU 设置 y = y2 时，缓存行被标记为脏。
• 当 CPU 清理缓存行时，因为它很脏，它会被写回内存。
• 当它被写回内存时，它读取 x = x1, y = y2，从而覆盖 DMA 更改为 x.

这听起来像是一个很好的推理吗？

Answer 1

很快，如果我答对了你的问题，那么你的描述是正确的。

“两个内存位置，x 和 y”的问题不是很清楚。

根据您在描述中如何使用它们，我认为它类似于 2 个指针。

int* x, y;

和“Start with x = x1, y = y1”表示为该指针分配地址，例如

x = (int*)(0x2000); // x = x1
y = (int*)(0x8000); // y = y1

现在回答你的问题：“在 5. 完成后，从 DMA 设备的角度来看，x = ?”

所以在第 3 步之后，x = x2, y = y1 在内存中，x = x1, y == y1 在缓存中。

第 4 步后，x = x2, y = y1 在内存中，x = x1, y = y2 在缓存中。

x/y 指针在 内存中的 DMA 访问值，CPU x/[= 的访问值18=] 缓存 中的指针。因为在那个阶段缓存和内存不同步（缓存是脏的）CPU 并且 DMA 会得到不同的值。

最后在第 5 步之后...
这取决于。缓存控制器由缓存行操作，缓存行是一定大小的内存区域，例如 32 字节、64 字节等（可能更大或更小）。因此，当 CPU 执行 clean/flush 包含某个地址的缓存行时，它会将整个缓存行的内容刷新到内存中。内存中的任何内容都会被覆盖。

基本上有2种情况：

• x 和 y 指针都在同一缓存行中。这意味着缓存中的值会覆盖内存，你是对的，x = x1, y == y2 会在内存和缓存中完成。
• x 和 y 指针在不同的缓存行中。就这么简单，只有一个变量会受到影响，另一个缓存行仍然是脏的。