memset會導(dǎo)致一大塊內(nèi)存進cache嗎？

在 Arm 體系結(jié)構(gòu)中，我們知道大多數(shù)的 normal memory 的配置都是 write allocation 和 read allocation 的，即當寫一塊內(nèi)存或讀一塊內(nèi)存的時候，如果 miss 了，那么會將該物理內(nèi)存緩存到 cache 中。

那么就帶來一個這樣的思考，如果我執(zhí)行 memset(a, b, len)，len 是一個很大的數(shù)，即對一大塊內(nèi)存清 0，那么這一大塊內(nèi)存數(shù)據(jù) (此時都是 0 的數(shù)據(jù)) 都需要被緩存到 cache 嗎？這豈不是造成 cache 的浪費？一下就把 cache 占滿了？

在之前的微架構(gòu)，也許是真的存在此問題的。然后在近些年的微架構(gòu)中，可通過 “Write streaming mode” 解決。具體介紹如下，我們就以 Cortex-A720 為例，進一步說明。

Cortex-A720 核心支持 Write streaming mode，有時也稱為讀分配模式，對于 L1 和 L2 緩存都支持。

在讀不命中或?qū)懖幻袝r，會向 L1 或 L2 緩存分配緩存行。然而，寫入大塊數(shù)據(jù)可能會使緩存中充滿不必要的數(shù)據(jù)。這不僅會浪費電力，也會降低性能，因為整個線路會被后續(xù)寫入覆蓋（例如使用 memset() 或 memcpy()）。

在某些情況下，不需要在寫入時分配緩存行。例如，當執(zhí)行 C 標準庫的 memset() 函數(shù)來將大塊內(nèi)存清零為已知值時。

為了防止不必要的緩存行分配，內(nèi)存系統(tǒng)會檢測 core 何時寫入了一系列完整的緩存行。如果在可配置數(shù)量的連續(xù)線路填充上檢測到這種情況，那么它會切換到寫入流模式。

在寫入流模式下，加載操作行為與正常情況相同，仍然可能引起線路填充。
寫入仍然在緩存中查找，但如果未命中，則會寫入 L2 或 L3 緩存，而不會啟動線路填充 L1。

在內(nèi)存系統(tǒng)切換到寫入流模式之前，CHI 主控器或 AXI 主控器接口可能會觀察到超過指定數(shù)量的線路填充。

寫入流模式保持啟用，直到以下情況之一發(fā)生：

檢測到一個不是完整緩存行的可緩存寫入突發(fā)。

存在后續(xù)加載操作，其目標與未完成的寫入流相同。

當 Cortex-A720 核心切換到寫入流模式后，內(nèi)存系統(tǒng)會繼續(xù)監(jiān)視總線流量。當它觀察到一系列完整的緩存行寫入時，會向 L2 或 L3 緩存發(fā)出信號，以進入寫入流模式。

寫入流閾值定義了在存儲操作停止引起緩存分配之前，連續(xù)寫入的緩存行數(shù)量。您可以通過寫入寄存器 IMP_CPUECTLR_EL1 來配置每個緩存（L1、L2 和 L3）的寫入流閾值。