1. 处理器缓存（缓存和内存之间的区别）
? ? ? ? 缓存是静态随机访问存储器（SRAM），访问速度接近于处理器的速度，但是集成度低，和内存相比，在容量相同的情况下体积大。内存是动态随机访问存储器（DARM），访问速度慢，但是集成度高，和缓存相比，在容量相同的情况下体积小。
? ? ? ? 平时我们讲多级缓存：一级缓存（集成在处理器内部，离处理器最近，容量小，访问时间是1个时钟周期）；二级缓存（可能在处理器内部或者外部，容量更大，访问时间是大约10个时钟周期）；高端处理器有三级甚至四级缓存。在SMP系统中，处理器每个核都有独立一级缓存，所有核共享二级缓存。
2.缓存结构
? ? ? ? 我们平时所看到32KB四路组相连缓存（32K-4-way set associative cache），缓存结构如下：
? ? ? ? ? 32KB-4路组相连缓存：缓存由4个子缓存并联组成，四路并联，四路容量和32KB，每路容量是8KB。
缓存行的标签通常是从物理地址生成的，索引可能从物理地址或虚拟生成，根据索引的生成方式把缓存分为两类：
? ? ? ? a. 把从物理地址生成索引和标签的缓存称为物理索引物理标签缓存（PIPT，Physcally Indexed Physically Tagged）。
? ? ? ? b. 把 从虚拟地址生成索引、从物理地址生成标签的缓存称之为虚拟索引物理标签缓存（VIPT，Virtually Indexed Physically Tagged）。
? ? ? ? 比如2个进程共享一物理页，一个物理地址被映射到两虚拟地址。假设页长度为4KB，缓存中每路容量为8KB，缓存行长度为32字节。
? ? ? ? ?缓存行的字节偏移是虚拟地址的第0-4位，索引是虚拟地址的第5-12位。当缓存中每路的容量大于页长度的时候，会出现缓存别名问题。如果缓存中每路的容量小于或等于页长度，那么不会出现缓存别名问题。
? ? ? ? 对于可写的数据，缓存别名问题的危害性：如果修改一个缓存行中的数据，但另一个缓存行的数据依然是旧的，将导致两个虚拟地址读到数据不同，对于指令和只读数据，缓存别名问题没有危害。
? ? ? ? 软件可以规避缓存别名问题，把共享内存映射到进程的虚拟空间的时候，如果分配虚拟内存区域的起始地址是缓存中每路容量的整数倍，就可以规避缓存别名问题。
ARM64处理器架构的指令缓存有三种类型：PIPT缓存、VPIPT和VIPT
3.缓存策略（缓存分配策略）
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a.写分配（weite allocation）：假设处理器写数据的时候没有命中缓存行，那么分配一个缓存行，然后读取数据并填充缓存行，接着把数据写到缓存行。
b.读分配（read allocation）：如果处理器读数据的时候没有命中缓存行，那么分配一个缓存行。
缓存更新有2种策略：
a.写回（write-back）：处理器写数据的时候，只更新新缓存，把缓存行标记为脏，只在缓存行被替换或被程序清理时候更新内存。
b.写透（write-through）:处理器写数据的时候，同时更新缓存和内存，但不会把缓存行标记为脏。
集成在处理器内部缓存使用内存属性，外部缓存使用外部属性，具体使用如下：
4.内核在什么环境下才需要维护缓存?
a.内核修改或者删除也表的时候，需要冲刷缓存；
b.内核使用内核虚拟地址修改进程的物理页，为路避免产生内核虚拟地址和用户虚拟地址之间的缓存别名问题，需要冲刷缓存。
c.和外围设备交互时，处理器写数据到DMA区域的内存块，然后通过设备外围设计的控制器上的控制寄存器发生命令，外围设备通过DMA控制器从物理内存读取数据。
5.ARM64处理器支持3种缓存操作
a.使缓存失效：清除缓存行的有效位。
b.清理缓存行：首先把标记为脏的缓存行里面的数据写到下一级缓存或内存，然后清楚缓存行的有效位。只适用于使用写回策略的数据缓存。
c.清零：把缓存里面的一个内存块清零，不需要先从内存读取数据到缓存，只适用数据缓存。