ARM之cache
一. 什么是cache
1.1. cache简介
a. Cache 即高速缓冲存储器,是位于 CPU 与内存之间的高速存储器,它的容量比内存小但交换速度快。
b. ARM处理器的主频为上百M甚至几G,而一般的SDRAM的存储周期是很慢的,相对于CPU来说,这时,如果我们把程序和数据都存储在SDRAM中,那么CPU在读取指令和数据的时候,就会受到SDRAM速度的限制,大大地制约了整个系统的性能。为了解决上面说的问题,当CPU在一段相邻的时间内反复访问相同的数据(时间局部性)或者CPU有很大概率访问相邻存储空间的数据(空间局部性)时,我们就可以使用Cache来优化CPU性能。
c. s5pv210 的MMU和Cache都集成在CP15协处理器中
d. s5pv210 内部有32KB icache和32kb dcache。icache是用来缓存指令的;dcache是用来缓存数据的。
1.2. cache工作原理
1.2.1. 当CPU 要访问 cache 时, CPU 送来主存地址,放到主存地址寄存器中。然后通过地址变换部件把主存地址中的块号 B 变成 cache 的块号b,并放到 cache 地址寄存器当中。同时将主存地址中的块内地址 W 直接作为 cache 的块内地址 w装入到 cache 地址寄存器中。如果地址变换成功(通常称为 cache 命中),就用得到的 cache 地址去访问 cache,从 cache 中取出数据送到 CPU 中。如果地址变换不成功,则产生 cache 失效信息,并且接着使用主存地址直接去访问主存储器
1.2.2. 工作原理总结:
a. 程序要读取内存中地址A数据,然后程序首先以地址A查找Cache,一开始Cache无数据,导致“cache miss”。
b. 程序以地址A查找内存,读取数据后,把数据填入cache,称为”cache fill“。
c. 程序再次读取内存中A地址数据,这次直接以地址A查找cache,读取数据后直接返回给CPU,不用再去操作内存。
d. 重复步骤1,周而复始,直到把cache填满(cache容量一般很小)。此时CPU再访问,就要发生cache替换,即把一些数据替换出去,填充新数据。
二. cached的使用
2.1. 在汇编启动代码中设置cache
mrc p15,,r0,c1,c0,; // 读出cp15的c1到r0中
bic r0, r0, #(<<) // bit12 置0 关icache
orr r0, r0, #(<<) // bit12 置1 开icache
mcr p15,,r0,c1,c0,;
参考文献《https://blog.csdn.net/toptp2017/article/details/79429974》
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