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CortexR52內(nèi)核Cache的具體操作

瑞薩MCU小百科 ? 來(lái)源:瑞薩MCU小百科 ? 作者:瑞薩MCU小百科 ? 2024-07-15 10:32 ? 次閱讀

本節(jié)內(nèi)容主要講述CortexR52內(nèi)核Cache的具體操作包括使緩存無(wú)效(invalidate)操作,清除(clean)緩存。有的時(shí)候客戶可能需要對(duì)cache做一些清理,比如invalidate,clean等操作。雖然目前在cortex R52內(nèi)核很少需要操作cache,但是本節(jié)依然給一些操作指導(dǎo)和實(shí)踐,以備以后不時(shí)之須。

操作Cache的指令

關(guān)于操作cache的指令需要參考arm cortex r52內(nèi)核技術(shù)手冊(cè):

3.2.9 c7 System operations

如下表中對(duì)cache的invalidate操作和clean操作。下表中其它的操作也可以根據(jù)具體的項(xiàng)目需求實(shí)踐。

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Invalidate data cache line by VA to PoC” 和 “Invalidate data cache line by set/way” 是在處理緩存時(shí)常見(jiàn)的兩種操作方式,它們的主要區(qū)別在于緩存失效(Invalidate)的范圍和方式。

1Invalidate data cache line by VA to PoC

這種操作通過(guò)虛擬地址(Virtual Address,VA)來(lái)使緩存行無(wú)效。

“PoC”代表“Point of Coherency”,意味著失效操作會(huì)影響到數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的一致性點(diǎn)。

這種失效方式通常用于需要保證數(shù)據(jù)一致性的情況,例如在多處理器系統(tǒng)中,如果一個(gè)處理器修改了內(nèi)存中的數(shù)據(jù),需要確保其他處理器不會(huì)使用到舊的緩存數(shù)據(jù)。

2Invalidate data cache line by set/way

這種操作通過(guò)緩存的集合(set)或者組(way)來(lái)使緩存行無(wú)效。

它通常用于更細(xì)粒度的緩存控制,可以針對(duì)特定的緩存集合或組進(jìn)行失效操作。

這種方式可能更適用于一些特定的優(yōu)化場(chǎng)景,例如在某些情況下只需要失效某些緩存組而不是全部的緩存行。

總的來(lái)說(shuō),兩種方式都是用于使緩存行無(wú)效的操作,但在具體的應(yīng)用場(chǎng)景中,可能會(huì)根據(jù)需要選擇合適的方式來(lái)進(jìn)行緩存控制。

Cache Line緩存行的概念

緩存行(Cache Line)是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要概念,用于描述緩存系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的基本單位。它定義了在緩存中連續(xù)的一組數(shù)據(jù)塊,這些數(shù)據(jù)塊在緩存中的存儲(chǔ)和管理是以緩存行為單位進(jìn)行的。

在多數(shù)現(xiàn)代處理器中,緩存被組織成一系列的緩存行,每個(gè)緩存行可以存儲(chǔ)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU訪問(wèn)內(nèi)存時(shí),它通常會(huì)先檢查緩存以查看所需數(shù)據(jù)是否已經(jīng)存在于其中。如果數(shù)據(jù)位于緩存行中,這被稱為“命中”(Cache Hit),CPU可以直接從緩存中讀取數(shù)據(jù),而不必訪問(wèn)主存。如果數(shù)據(jù)不在緩存中,就需要從主存加載,這稱為“緩存未命中”(Cache Miss)。

緩存行的大小在不同的體系結(jié)構(gòu)中可能會(huì)有所不同,但通常是64字節(jié)(或者更大)。當(dāng)CPU請(qǐng)求一個(gè)地址中的數(shù)據(jù)時(shí),它實(shí)際上會(huì)請(qǐng)求整個(gè)緩存行,而不僅僅是單個(gè)數(shù)據(jù)。這是因?yàn)榫彺娴男阅芡ǔ?huì)受益于數(shù)據(jù)的局部性原則,即一旦某個(gè)數(shù)據(jù)被訪問(wèn),其周?chē)臄?shù)據(jù)也很可能會(huì)被接下來(lái)訪問(wèn)。通過(guò)將連續(xù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)緩存行中,可以提高緩存的命中率和性能。

理解緩存行的概念對(duì)于優(yōu)化程序的性能至關(guān)重要。程序員可以通過(guò)合理地利用數(shù)據(jù)的局部性原則,以及避免緩存未命中的情況,來(lái)優(yōu)化程序的訪存模式,從而提高整體性能。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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原文標(biāo)題:解密Cortex R52內(nèi)核Cache:操作實(shí)踐、性能測(cè)試與深度解析(3)

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