5.32 Cache设备

📚 本节导读

学习时长: 约 15 分钟
难度级别: ⭐⭐⭐☆☆
前置知识: C 语言基础、ARM Cortex-M 架构基础知识

🎯 学习目标

• 理解 Cache 缓存一致性问题
• 掌握 os_clean_dcache、os_invalid_dcache、os_clean_invalid_dcache 的使用场景
• 了解 Cortex-M7 架构下的 Cache 操作

一、概述

Cache 设备是 OneOS 提供的数据缓存管理工具，用于解决 DMA 操作和缓存一致性等问题。驱动源码位于 drivers/cache/cache.h，主要针对 ARM Cortex-M7 架构（带有 D-Cache）。

Cache 设备的特点：

• Cortex-M7 适配：针对 Cortex-M7 的 D-Cache 提供操作接口
• 三种操作：清理（Clean）、无效化（Invalidate）、清理+无效化（Clean+Invalidate）
• 条件编译：非 Cortex-M7 架构下所有操作为空函数

二、核心 API

/* 清理并无效化 D-Cache（用于 DMA 发送前） */
OS_INLINE void os_clean_invalid_dcache(void *addr, int32_t dsize);

/* 清理 D-Cache（将脏数据写回内存，用于 DMA 发送前） */
OS_INLINE void os_clean_dcache(void *addr, int32_t dsize);

/* 无效化 D-Cache（丢弃缓存数据，用于 DMA 接收后） */
OS_INLINE void os_invalid_dcache(void *addr, int32_t dsize);

三、使用场景

场景	操作	说明
DMA 发送前	os_clean_dcache	确保内存中的数据已写入缓存
DMA 接收后	os_invalid_dcache	使 CPU 重新从内存读取数据
共享内存	os_clean_invalid_dcache	多核或多主设备共享内存时

四、使用示例

#include <cache.h>

void dma_transfer_example(void *tx_buf, void *rx_buf, int size)
{
    os_clean_dcache(tx_buf, size);       /* DMA 发送前清理缓存 */
    start_dma_tx(tx_buf, size);
    os_invalid_dcache(rx_buf, size);     /* DMA 接收后无效化缓存 */
}

📝 本节小结

本节介绍了 Cache 缓存设备，包括三种缓存操作、Cortex-M7 适配、DMA 一致性等核心概念。

🔗 相关链接

• 5.13 DMA设备