Caching 使用内存映射I/O管理缓存

我有一个关于内存映射io的问题。 假设有一个内存映射IO外设，其值由CPU读取。读取后，该值存储在缓存中。但内存中的值已由外部IO外围设备更新。

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在这种情况下，CPU将如何确定缓存已失效，这种情况下的解决方法是什么？

这与平台密切相关。实际上，有两种不同的情况

大小写#1.内存映射外围设备。这意味着对某些物理内存地址范围的访问被路由到外围设备。没有涉及实际的RAM。例如，为了控制缓存，x86具有MTRR（“内存类型范围寄存器”）和PAT（“页面属性表”）。它们允许在特定范围的物理内存上设置缓存模式。在正常情况下，映射到RAM的内存范围是可写回缓存的，而映射到外围设备的内存范围是不可缓存的。第11.3节“可用的缓存方法”中描述了不同的缓存策略。所以，当您向内存映射的外围设备发出读或写请求时，CPU缓存被绕过，请求直接发送到设备

案例2.DMA。它允许外围设备异步访问RAM。在这种情况下，DMA控制器和任何CPU都没有区别，并且平等地参与缓存一致性协议。来自外围设备的写请求被其他CPU的缓存看到，缓存线要么失效，要么用新数据更新。读请求也被其他CPU的缓存看到，数据从缓存返回，而不是从主RAM返回。（这只是一个示例：实际实现取决于平台。例如，SoC通常不保证外围CPU的强缓存一致性。）

在这两种情况下，缓存问题也存在于编译器级别：编译器可能在寄存器中缓存数据值。这就是为什么编程语言有一些禁止这种优化的方法：例如，C中的

volatile

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