ARM存儲(chǔ)器之：高速緩沖存儲(chǔ)器Cache

（2）指令Cache

當(dāng)系統(tǒng)中采用分離的數(shù)據(jù)Cache和指令Cache時(shí)，下面的幾種情況可能造成指令不一致情況的發(fā)生。

①地址為A1的指令被預(yù)取，該指令的數(shù)據(jù)行被取到Cache中。

②和A1同在一個(gè)數(shù)據(jù)行的地址為A2的數(shù)據(jù)被一條存儲(chǔ)器寫(xiě)操作修改。這個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)操作可能影響數(shù)據(jù)Cache中、寫(xiě)緩存中和主存的地址為A2的存儲(chǔ)單元內(nèi)容，但不影響指令Cache中地址為A2的存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容。

③如果地址A2存放的是指令，當(dāng)該指令執(zhí)行時(shí)，就可能發(fā)生指令不一致問(wèn)題。如果地址A2所在的行還在指令Cache中，系統(tǒng)將執(zhí)行修改前的指令；如果地址A2所在的行不在指令Cache中，地址將執(zhí)行修改后的指令。

為了避免這種指令不一致的情況發(fā)生，要在地址A2的數(shù)據(jù)被修改前執(zhí)行一些防護(hù)性的操作。也就是說(shuō)，在步驟①和②之間插入下面必要的操作。

·如果系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)、指令統(tǒng)一的Cache，程序跳到步驟②繼續(xù)執(zhí)行。

·對(duì)于使用數(shù)據(jù)和指令分離Cache的系統(tǒng)，使指令Cache的內(nèi)容無(wú)效。

·對(duì)于使用數(shù)據(jù)和指令分離Cache的系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)Cache是寫(xiě)回類(lèi)型的，清空數(shù)據(jù)Cache。

上述操作系列可作為一種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于一些典型的場(chǎng)合。

（3）DMA造成的數(shù)據(jù)不一致

DMA操作直接訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存，不更新Cache和寫(xiě)緩存區(qū)中相應(yīng)內(nèi)容，這樣就很可能造成數(shù)據(jù)不一致。

為了避免DMA造成的數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，根據(jù)系統(tǒng)情況，執(zhí)行下面操作的一種和幾種。

·將DMA訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)器設(shè)置成非緩存的

·將DMA訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)所涉及的數(shù)據(jù)Cache中的行設(shè)置成無(wú)效，或者清空數(shù)據(jù)Cache。

·清空寫(xiě)緩存區(qū)（將寫(xiě)緩存區(qū)中延時(shí)操作全部執(zhí)行）。

·在DMA訪(fǎng)問(wèn)期間限制存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)DMA所訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)域。

15.3.9Cache初始化子程序示例

下面給出了一段例子代碼，此代碼以ARM740T芯片為參考，顯示了Cache初始化的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程。

；下面代碼必須運(yùn)行于處理器的特權(quán)模式下。

AREAINIT740,CODE,READONLY ;設(shè)置段屬性

ENTRY

EXPORTCache_Init ;以便作為子程序被其他程序使用

Cache_Init

；禁止MMU/MPU

；清理數(shù)據(jù)Cache

;

;

MRCp15,0,r0,c1,c0,0 ;讀CP15寄存器c1到r0

BICr0,r0,#0x1 ;清除bit[0]

MCRp15,0,r0,c1,c0,0 ;將設(shè)置的新值寫(xiě)回

MOVr0,#0 ;準(zhǔn)備禁止其他域

MCRp15,0,r0,c6,c1,0

MCRp15,0,r0,c6,c2,0

MCRp15,0,r0,c6,c3,0

MCRp15,0,r0,c6,c4,0

;MCRp15,0,r0,c6,c5,0

;MCRp15,0,r0,c6,c6,0

;MCRp15,0,r0,c6,c7,0

;

;區(qū)域0：背景區(qū)：從0x0地址開(kāi)始的4GB存儲(chǔ)空間

;區(qū)域1：SRAM區(qū)：從0x0地址開(kāi)始的0x4000字節(jié)存儲(chǔ)空間

;區(qū)域2：FLASH：從0x24000000開(kāi)始的0x02000000字節(jié)存儲(chǔ)空間

;區(qū)域3：外設(shè)區(qū)：從0x10000000地址開(kāi)始的0x10000000字節(jié)存儲(chǔ)空間

；開(kāi)啟region0

MOVr0,#2_111111

MCRp15,0,r0,c6,c0,0 ;region0區(qū)域0

;開(kāi)啟region1

MOVr0,#2_100011

MCRp15,0,r0,c6,c1,0 ;region1區(qū)域1

;開(kāi)啟region2

LDRr0,=2_110001+0x24000000

MCRp15,0,r0,c6,c2,0 ;region2區(qū)域2

;開(kāi)啟region3

LDRr0,=2_110111+0x10000000

MCRp15,0,r0,c6,c3,0 ;region3區(qū)域3

;開(kāi)啟Cache/寫(xiě)緩存

MOVr0,#2_0110

MCRp15,0,r0,c2,c0,0 ;Cache

MCRp15,0,r0,c3,c0,0 ;寫(xiě)緩存

;開(kāi)啟access允許

MOVr0,#2_11111100

MCRp15,0,r0,c5,c0,0 ;允許訪(fǎng)問(wèn)

;

;設(shè)置全局配置

;

MRCp15,0,r0,c1,c0,0 ;讀CP15寄存器到r0

ORRr0,r0,#(0x12) ;開(kāi)啟Cache

ORRr0,r0,#0x1 ;開(kāi)啟MPU