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ARM 常见汇编指令学习 9 - 缓存管理指令 DC 与 IC

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    • ARM64 DC 与 IC 指令

上篇文章:ARM 常见汇编指令学习 8 - dsb sy 指令及 dsb 参数介绍

ARM64 DC 与 IC 指令

AArch64指令集中有两条关于缓存维护(cache maintenance)的指令,分别是IC和DC。

  • IC 是用于指令缓存操作;
  • DC 是用于数据缓存操作。

IC 和DC指令都属于系统指令(system instruction),系统指令还包括 AT,BRB,CFP,CPP,DVP和TLBI。

IC指令的语法格式如下

IC <ic_op>, {<Xt>}

其中,是可选的 64-bit 通用源寄存器。

  • IC IALLU: 表示 Invalidate all to PoU,无效化所有到PoU(Point of Unification,统一点)的指令缓存行。
  • IC IALLUIS: 表示 Invalidate all to PoU, Inner Shareable,无效化所有到PoU的,内部可共享(Inner Shareable)的指令缓存行。
  • IC IVAU: 表示 Invalidate Virtual Address to PoU,无效化虚拟地址到PoU的指令缓存行。

关于 shareable 及 POC, POC 见以前文章:
ARM Cache 系列文章 3 – Cache 与 MPU关系学习
ARM Cache 系列文章 2 – Cache Coherence及内存顺序模学习

在这里插入图片描述

DC指令的语法格式如下

DC <dc_op>, <Xt>

其中,是可选的64-bit通用源寄存器

DC 指令后操作选项 <dc_op> 用于指定具体的操作类型,比如:

  • DC IVAC:表示Invalidate Virtual Address to PoC,无效化虚拟地址到 PoC 的缓存行。

  • DC ISW: 表示Invalidate Set/Way,无效化缓存组/路。缓存维护操作可以通过缓存组(set),路(way)或虚拟地址(VA)执行。在做高速缓存维护操作前,需要知道高速缓存的一些信息,比如系统中有多少级高速缓存,缓存行的大小,每一级缓存的组织结构等等。这些基本信息保存在系统寄存器中,在系统上电过程中,操作系统访问这些寄存器来获得缓存的信息。这些寄存器有 CLIDR_EL1CSSELR_EL1CCSIDR_EL1CTR_EL1等。

  • DC CIVAC:这个指令的含义是:C–Clean, I–Invalidate,

    • Clean:将缓存中的数据写回到主存中,以确保主存中的数据是最新的。
    • Invalidate:使缓存中的指定数据无效,这样在下次访问该数据时,处理器会从主存中重新加载数据,而不是使用缓存中的旧数据。
    • Architectural Event Broadcast通道:这是一个硬件机制,用于在多核处理器中同步不同核之间的缓存操作。
  • 举例来说,如果你执行了 “DC CIVAC, X0” 这条指令,那么处理器会清除并无效化寄存器X0中指定的地址对应的缓存行。

adr x0, data_pool1
adr x1, data_pool2
adr x2, data_pool3/* clean adn invalidate */
dsb sy
dc CIVAC,x0
dc CIVAC,x1
dc CIVAC,x2
dsb sydata_pool1:...
data_pool2:...
data_pool3:...

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