Zicbom 与 mcache 指令对比

zicbom 提供的 cache 指令

Zicbom 指令	作用
CBO.FLUSH	l1 & l2 cache 内容刷新到主存, 并将 cache line 状态置为无效, 下次访问该地址时, 会从主存 load 回来
CBO.CLEAN	cache line 处于修改状态, 会将 cache line 的内容刷新回主存, 不改变该 cache line 的状态
CBO.INVAL	将 cache line 置为无效, 再次访问地址时, 会从主存上 load 回来

mcache

缓存操作用于控制操作，如初始化、失效、驱逐等。以下是缓存操作的简要描述：

1. 索引写回失效（Index Writeback Invalidate）：如果指定索引处的缓存行状态为有效且脏，该行将被写回到由缓存标记指定的内存地址。完成该操作后，缓存行的状态将设置为无效。如果行有效但不脏，则将行的状态设置为无效。
2. 命中失效（Hit Invalidate）：如果缓存包含指定地址，该缓存行的状态将设置为无效。
3. 命中写回失效（Hit Writeback Inv）：如果缓存包含指定地址且该行有效且脏，该行的内容将写回到主存。完成该操作后，缓存行的状态将设置为无效。如果行有效但不脏，则将行的状态设置为无效。
4. 命中写回（Hit Writeback）：如果缓存包含指定地址且该行有效且脏，该行的内容将写回到主存。完成操作后，行的状态保持有效，但脏状态被清除。
5. 获取并锁定（Fetch And Lock）：如果缓存包含指定地址，锁定该行。如果缓存不包含指定地址，从主存重新填充该行，然后锁定该行。 (只对 l2 cache 有效)

对比

对应于 cbo 指令:

• mcache Hit Invalidate 与 CBO.INVAL 等效
• mcache Hit Writeback 与 CBO.CLEAN 等效
• mcache Hit WriteBack Inv 与 CBO.FLUSH 等效

不同:

1. cbo 的三条指令针对的是所有 cache (l1 l2)等,
   mcache 的这三条指令粒度更细, 需要分别指定 l1 和 l2 进行操作
   如:
   Hit Writeback 有 Hit_Writeback_D 和 Hit_Writeback_S 两个操作 type, 分别用来 writeback l1 cache 和 l2 cache

2. CBO 的三条指令是可以在 S-mode 及 M-mode 下执行的
   而 mcache 指令只能在 M-mode 下执行, S-mode 需要 cache 相关操作只能通过陷入到 M-mode 的 opensbi 来完成.

3. mcache 另外提供了 index 操作, 主要方便用来回写并清空所有 l1 l2 cache line(不需要知道具体地址, 只需要按 index 覆盖 cacheline 内存范围即可)
   另外还提供了 Index invalidate icache Hit invalidate icache 和 fill icache 以及 fetch & lock l2 cache 的行为.