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AMBA-CHI协议详解（十三）

news 来源：原创 2025/5/13 21:46:30

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AMBA-CHI协议详解（一）- Introduction
AMBA-CHI协议详解（二）- Channel fields / Read transactions
AMBA-CHI协议详解（三）- Write transactions
AMBA-CHI协议详解（四）- Other transactions
AMBA-CHI协议详解（五）- Transaction identifier fields
AMBA-CHI协议详解（六）- Transaction identifier field flows
AMBA-CHI协议详解（七）- Ordering
AMBA-CHI协议详解（八）- Address, Control, and Data
AMBA-CHI协议详解（九）- Data transfer
AMBA-CHI协议详解（十）- Retry
AMBA-CHI协议详解（十一）- Network Layer
AMBA-CHI协议详解（十二）- Cache line states
AMBA-CHI协议详解（十三）- Read transactions and Cache line states

文章目录

- 4.2 Read types
- - 4.2 Read transactions

4.2 Read types

协议请求分为以下几类：

对于Read请求事务，向Requester提供一个数据响应。
对于Dataless请求事务，不向Requester提供任何数据响应。
对于Write请求事务，数据来自Requester。
对于组合写Combined Write请求事务，数据来自Requester，并执行Cache维护操作。
对于 Atomic请求事务，数据来自Requester，并以某些请求类型向Requester提供数据响应。
对于Stash请求事务，可以在系统内移动数据以提高性能。
其他请求事务：
—不涉及系统中的任何数据移动。
—可以用来协助DVM维护

4.2 Read transactions

读事务具有以下共同特点：

数据必须包含在对Requester的完成响应中，MakeReadUnique请求除外。对于MakeReadUnique，数据响应是可选的。
当提供Data响应时，传输的数据可以来自Home节点、另一个请求节点（RN）或从属节点（SN）。
在Allocating Read事务中，接收到的数据（如果缓存）必须以系统一致性的方式缓存。
在Non-allocating Read（即ReadNoSnp和ReadOnce*）中，不希望缓存接收到的数据。如果是缓存，则不会以系统一致的方式缓存数据。
请求可能导致Requester的Cache状态更改。对于每个读事务，Requester期望和允许的初始缓存状态有参考表格会在下面列出，对于每个读事务，Requester的最终缓存状态也有参考表格会在下面列出。
请求可能导致系统中其他请求节点的Cache状态更改。每个Read事务在对等请求节点上的期望和允许的缓存状态也会在下面列出。

ReadNoSnp
请求节点向不可Snoop地址区域的读请求。或者，从Home节点到任何地址区域，以获取寻址数据的副本。

ReadNoSnpSep
从Home节点向SN节点读取请求，Completer只发送一个数据响应。当使用分离的comp和data响应来完成读事务时使用。

ReadOnce
读请求到一个Snoopable地址区域，获取一致性数据的快照（用于捕获和保存数据在某一特定时刻的状态。它可以是数据的完整副本）。

ReadOnceCleanInvalid
读请求到一个Snoopable地址区域，获取一致性数据的快照。建议（但不是必需）使cache line的其他cache副本无效。
如果Dirty副本无效，则必须将其写回内存。

使用ReadOnceCleanInvalid来代替ReadOnce或ReadOnceMakeInvalid，其中Requester确定数据仍然有效，但在将来的一段时间内不会使用。
Requester使用ReadOnceCleanInvalid可以通过减少cache pollution来提高缓存效率。（‌Cache pollution（缓存污染）是指缓存中存储了大量不常用或不再需要的数据，这些数据占据了宝贵的缓存空间，导致有用的数据无法被缓存，从而降低了缓存率‌）。

使用ReadOnceCleanInvalid时应考虑以下问题：

ReadOnceCleanInvalid事务中的Invalid是一个提示。事务的完成并不能保证remove所有缓存副本，因此它不能用作CMO的替代品。
事务的使用可能导致cache line的释放，因此，如果事务可能针对系统中其他代理用于Exclusive访问的同一cache line，则需要谨慎。

ReadOnceMakeInvalid
读请求到一个Snoopable地址区域，获取一致性数据的快照（用于捕获和保存数据在某一特定时刻的状态。它可以是数据的完整副本）。建议（但不是必需）使缓存行的其他缓存副本无效。
如果Dirty副本无效，则不需要将其写回内存。

如果接受Invalid提示并且未将Dirty副本写回内存，则所有缓存副本都必须无效。

当Requester确定缓存的数据不会再被使用时，ReadOnceMakeInvalid优先于ReadOnce或ReadOnceCleanInvalid来获取数据值的快照。

Requester可以释放缓存，并且通过丢弃脏数据，避免不必要的回写内存。

使用ReadOnceMakeInvalid时应考虑以下问题：

ReadOnceMakeInvalid事务中的Invalid是一个提示。事务的完成并不能保证remove所有缓存副本，因此它不能用作CMO的替代品。
事务的使用可能导致cache line的释放，因此，如果事务可能针对系统中其他代理用于Exclusive访问的同一cache line，则需要谨慎。
使用ReadOnceMakeInvalid事务会导致Dirty cache line的丢失。此事务的使用必须严格限制在已知Dirty cache line的丢失是无害的情况下。
对于ReadOnceMakeInvalid事务，需要在事务读取数据响应之前提交cache line的Invalid。此时不需要完成cache line的Invalid，但必须确保在此之后开始的来自任何Agent的任何后续Write事务不会被此事务失效。
数据必须以I、UC或UD状态提供给Requester。
Requester必须忽略响应中的缓存状态。

ReadClean
读请求到Snoopable地址区域，以获得cache line的Clean副本。如果Requester将line分配给不支持Dirty cache line的缓存（例如指令缓存），则可以使用此方法。数据必须仅以UC或SC格式提供给Requester。

ReadNotSharedDirty
读请求到一个Snoopable的地址区域，从cache line执行load。数据必须仅在UC、UD或SC状态下提供给Requester。SD是不允许的。

当Requester不能接受SD状态的数据时，使用ReadNotSharedDirty代替ReadShared。

ReadShared
读请求到一个Snoopable的地址区域，从cache line执行load。必须向Requester提供UC、UD、SC或SD状态的数据。

当Requester愿意接受SD状态的数据时，使用ReadShared而不是ReadNotSharedDirty

ReadUnique
读请求到一个Snoopable的地址区域，以执行store到cache line。数据必须仅在UC或UD状态下提供给Requester。

ReadPreferUnique
读请求到一个Snoopable区域，请求一个unique的cache line副本。

ReadPreferUnique用于请求者偏好但不要求以Unique状态返回的数据：