Cortex R52内核Cache的具体操作（2）

本节内容主要讲述CortexR52内核Cache的具体操作包括使缓存无效（invalidate）操作，清除（clean）缓存。有的时候客户可能需要对cache做一些清理，比如invalidate，clean等操作。虽然目前在cortex R52内核很少需要操作cache，但是本节依然给一些操作指导和实践，以备以后不时之须。

Cache Line缓存行的概念

操作cache相关指令需要通过汇编代码来操作,也都是以缓存行（Cache Line）为单位来进行操作。CortexR52缓存行的长度是64字节，比如下面的invalidate指令：

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指令的解释如下：

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1__asm volatile

这表示这是一段内联汇编代码，并且使用volatile关键字告诉编译器不要对这段代码做优化。

2"mcr p15, #0, %[bsc_sdram_cs3_mirror_space], c7, c6, #1 "

这是ARM处理器的指令。mcr是一个协处理器数据操作指令，用于向协处理器（如CP15）中的特定寄存器写入数据。在这里，它将数据写入到CP15寄存器中。p15, #0: 指定了协处理器的编号，这里表示CP15。

3%[bsc_sdram_cs3_mirror_space] "r" (n)

这里使用了内联汇编中的替换字符串（substitution strings），%[bsc_sdram_cs3_mirror_space] 用于指定一个替换占位符，它将在后面的 :: 部分中提供实际的值。"r" (n) 则表示使用寄存器（register）约束，这意味着n是一个变量。通常情况下，使用 "i" 约束表示将一个立即数直接嵌入到汇编指令中，而不是从变量中加载。但在你的代码中，你想要从一个变量中加载一个值传递给汇编指令。因此，你应该使用 "r" 约束来表示将一个寄存器中的值传递给汇编指令，而不是使用 "i"。

4:: 和 : "memory"

这两个部分是内联汇编的修饰符。:: 表示没有输出寄存器，"memory" 则表示该内联汇编代码可能会对内存进行读写操作，因此编译器需要考虑到内存屏障（memory barrier）的影响。

以RZT2M为例对cache作一些操作

1以rzt2m读取SDRAM为例，做一个打开和关闭cache的性能比较

SDRAM在代码中如果使用external Address sapce mirror的地址空间，那么开启和关闭cache的配置如下图所示：

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从上图可以看出关闭cache后读取数据的时间是打开cache后时间开销的十多倍。所以cache是否使能，性能差别十分显著。

2如果同样是读取10K bytes的数据，加上一起对cache invalidate/clean的操作之后，时间开销如下

 

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上面的代码每读取sdram一次，都有对cache做操作。所以时间开销增加了很多，但是实际情况，是否需要频繁的操作cache需要看实际情况而定。注意每次对cache的操作都是以，cache line的长度（64字节）对cache做处理的。比如invalidate某段sdram地址对应的cache, 0x58000000-0x58000040, 那么对这段地址的invalidate操作是：

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__asm volatile ( "mcr p15, #0 , %[bsc_sdram_cs3_mirror_sapce], c7, c6, #1           
"     /*DCIMVAC ->Invalidate data cache line by VA to PoC: test OK*/
::[bsc_sdram_cs3_mirror_sapce] "i" (0x58000000) : "memory");

 

注意代码中 "i" 与 "r" 的区别，在上文中已经有提到。

注意对cache的操作需要十分慎重，并且充分验证的情况下进行。