linux 内核flush,armv8(aarch64)linux内核中flush_dcache_all函数详细分析

本文详细分析了Linux内核在armv8(aarch64)平台上的flush_dcache_all函数,该函数用于清空整个数据缓存。通过遍历不同级别的缓存,对每个缓存执行清洁和失效操作,确保数据一致性。文中涉及了cache一致性、中断处理、寄存器操作等多个关键步骤,对于理解aarch64内核缓存管理机制具有指导意义。

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/*

*  __flush_dcache_all()

*  Flush the wholeD-cache.

* Corrupted registers: x0-x7, x9-x11

*/

ENTRY(__flush_dcache_all)

//保证之前的访存指令的顺序

dsb sy

//读cache level id register

mrs x0, clidr_el1           // read clidr

//取bits[26:24](Level of Coherency for the cache hierarchy.)

//需要遵循cache一致性的cache层级(例如有3级cache,但2级需要做一致性)

and x3, x0, #0x7000000      // extract loc from clidr

//逻辑右移23位,把bits[26:24]放到bits[2:0]

lsr x3, x3, #23         // left align loc bit field

//如果需要做cache一致性的层级为0,则不需要flush,跳转到finished标记处。

cbz x3, finished            // if loc is 0, then no need toclean

//x10存放cache级,从level0 cache开始做flush

//以下三个循环loop3是set/way(x9),

//loop2是index(x7),loop1是cache level(x10)

mov x10, #0             // start clean at cache level 0

loop1:

//x10+2后右移一位正好等于1,再加上x10本身正好等于3

//每执行一次loop1,x2+3*执行次数,目的在于把x0(clidr_el1)右移3位,

//取下一个cache的ctype type fields字段,clidr_el1的格式见《ARMv8 ARM》

add x2, x10, x10, lsr #1        /

//x0逻辑右移x2位,给x1,提取cache类型放到x1中,

flush_dcache_range()函数是一个用于刷新指定内存范围的数据缓存(data cache)的函数。它通常在嵌入式系统或者需要直接操作硬件的场景中使用,用于确保数据在缓存和内存之间的一致性。 在讲解函数之前,先了解一下数据缓存的概念。数据缓存是一种高速存储器,位于CPU和主内存之间,用于缓存最近使用的数据。它可以提高数据访问速度,减少CPU等待数据的时间。然而,数据缓存和主内存之间的数据可能会不一致,即缓存中的数据和内存中的数据可能不同步。这可能导致一些问题,例如读取脏数据或者写入数据后没有及时刷新到内存中。 flush_dcache_range()函数的作用就是解决这个问题,它用于强制刷新指定内存范围的数据缓存,使得缓存中的数据与内存中的数据保持一致。这个函数会将指定范围内的数据从缓存中写回到内存中,确保数据的一致性。 具体实现上,flush_dcache_range()函数会使用特定的指令或者操作来执行刷新操作,具体的实现方式因处理器架构而异。在调用这个函数之前,需要确保指定的内存范围是有效的,并且需要小心处理在多处理器系统中的数据同步问题。 需要注意的是,flush_dcache_range()函数是一个底层的函数,通常不会直接在应用程序中使用。它更适合在操作系统、驱动程序或者嵌入式固件中使用,以确保数据在缓存和内存之间的一致性。
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