1.前言
關於存儲系統體系架構,可以概述如下：
| 存儲系統體系結構的形式 |
VMSA |
| 存儲屬性 |
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2. 存儲系統體系結構
2.1. 地址空間
| 指令地址空間溢出 |
指令地址計算（(address_of_current_instruction) + (size_of_executed_instruction)）超過0xFFFF FFFF FFFF FFFF，PC變成不可知 |
2.2 Cache支持
- Caches的一般行為
（1）Cache中已解鎖的項不會一直駐留在cache;
（2）Cache中鎖定的項會保證會一直在cache中；
（3）任何時候具有cacheable屬性的內存在當前異常級別或更高異常級別都可以分配到cache；
（4）不具有cacheable屬性的內存不會分配到cache;
（5）一個cache項的釋放會寫回內存；
- Cache identification
| Cache維護指令
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（1） 影響整個cache,如IC IALLU; （2） 對某個地址的操作，如IC IVAU; （3） 對set/way的操作，如DC ISW |
| Cache identification registers
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（1） Cache type寄存器（CTR_EL0） 定義了最小的指令cache line長度； 定義了最小的數據cache line長度； L1 Cache索引和tag策略 （2） single cache level ID寄存器（CLIDR_EL1） 實現了哪幾級cache; 待續 （3） single cache size selection寄存器 待續 （4） cache size identification寄存器 是否支持寫透、回寫、讀分配和寫分配； 映射方式、sets/ways等 |
- Cacheablity，cache分配，cache瞬態
| Cacheablity |
cacheablity只適用於normal memory，內存位置可定義為內部cache（如各PE內部的L1）或外部cache（各PE共享的L2）；所有的device memory都作為non-cacheablity; cacheablity屬性包含non-cacheablity；寫透；寫回。 |
| Cache allocate hints |
待續 |
| Cache transient hints |
待續 |
- Enable/disable內存的caching訪問
- Reset的cache行為
（1）reset到自定義狀態的所有cache可能是未知的；
（2）cacheablity控制域強制所有內存作為non-cacheablity
（3）在cache被使能前，cache初始化時必須被invalidate
（4）如（2）所述，reset所有的內存都被作為non-cacheablity，如果仍然允許cahce hit，則需：（1）提供確保cache正確初始化的機制；（2）清楚記錄cache初始化；
（5）ARM建議任何時候需要無效cache時都要基於ARMV8 cache維護指令？？？
- Non-cacheable訪問和指令cache
- 關於ARMV8的cache維護
| 術語 |
Level:cache的級別； |
| Set:由多個連續的cache line組成一個組（set）; Way: 每個set中沖突的備選表項的數目; |
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| （1）Clean:為確保更新到cache中的內容flush到內存； （2）Invalidate:確保內存中的修改，能夠重新加載到cache; （3）Clean and invalidate：clean指令后跟一個invalidate指令，針對的是同一訪問地址； |
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| （1）PoU（Point of Unification）：對所有的PE可以觀察到一致拷貝的點； （2）PoC（Point of Coherence）：對系統中所有的agent可以觀察到一致拷貝的點； |
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| （1）LoC（Level of Coherence）：定義了 整個系統 clean或invalidate PoC時所要clean或invalidate的最后一級cache級別號，如：PoU為Level4，則LoC為3，執行clean和invalidate后會清空L1，L2， L3； （2）LoUU(Level of Unification, uniprocessor)：定義了 PE clean或invalidate PoU時所要clean或invalidate的最后一級cache級別號; （3）LoUIS（Level of Unification, Inner Shareable）：定義了 內部共享域 clean或invalidate PoU時所要clean或invalidate的最后一級cache級別號; |
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| ARMV8 cache層級抽象 |
操作VA的cache維護指令 |
| 操作set/way的cache維護指令 |
- Cache維護指令
| 指令cache維護指令 |
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| 數據cache維護指令 |
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| EL0 cache維護指令的使能配置 |
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| Cache維護指令的行為 |
沒有限制cache維護指令的行為，每個cache位置都可能被清空或無效 |
| 操作VA到PoU的影響 |
會影響共享域內的其它PE |
| 所有set/way維護指令的影響 |
只影響到運行指令的PE |
| 虛擬化和安全性維護指令的影響 |
每個安全狀態有自己的物理地址空間，cache與物理地址關聯 |
| 邊界條件 |
維護指令會強制所有的內存訪問為non-cache??? |
| 數據和指令cache維護指令的執行順序和完成 |
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| 運行cache維護指令 |
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- Data cache zero指令
- cache lockdown
一個cache lock 可保證cache 中的內容一直被保留
- System level caches
| 不是體系結構定義的cache，不受體系結構定義的維護指令管理，主要包括三類： |
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- 分支預測
| ARMV8沒有定義任何分之預測指令，如果體系結構中分支預測指令對所有agent是可見的，則cache維護指令也要與之適配 |
2.3 External abort
| External abort |
存儲系統中MMU和debug邏輯檢測到的錯誤除外的其它錯誤，主要位於SOC外部 |
| 取指abort |
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| Data read/write abort |
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| External abort分類 |
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| 奇偶校驗錯誤/ECC錯誤報告 |
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3. 參考文檔
[1] DDI0487A_k_armv8_arm_iss10775.pdf