kernel/head.S – v7_flush_dcache_louis:

  • compressed/head.S 에서 사용하였던 __armv7_mmu_cache_flush: 루틴과 거의 동일하다.
  • 데이터 캐시를 지우라고 요청하면 SoC 정보를 확인하여 지원하는 최종 캐시레벨을 확인한 후 L1 부터 해당 캐시 레벨까지 flush한다.
  • 해당 캐시 레벨에서는 index와 way를 사용하여 하나씩 삭제한다.

kernel_head.s분석12a

hierarchical cache

  • ARMv6 아키텍처까지는 ARM 아키텍처에서 L1 캐시만 지원하였었다.
  • ARMv7 아키텍처부터 다단계의 캐시를 지원하게되었다.
  • 다단계 캐시, ARM에서는 hierarchical cache 구조 라고 한다.

 

v7_flush_dcache_louis()

arch/arm/mm/cache-v7.S

 /*
 *     v7_flush_dcache_louis()
 *
 *     Flush the D-cache up to the Level of Unification Inner Shareable
 *
 *     Corrupted registers: r0-r7, r9-r11 (r6 only in Thumb mode)
 */

ENTRY(v7_flush_dcache_louis)
        dmb                                     @ ensure ordering with previous memory accesses
        mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1           @ read clidr, r0 = clidr
        ALT_SMP(ands    r3, r0, #(7 << 21))     @ extract LoUIS from clidr
        ALT_UP(ands     r3, r0, #(7 << 27))     @ extract LoUU from clidr
#ifdef CONFIG_ARM_ERRATA_643719
        ALT_SMP(mrceq   p15, 0, r2, c0, c0, 0)  @ read main ID register
        ALT_UP(reteq    lr)                     @ LoUU is zero, so nothing to do
        ldreq   r1, =0x410fc090                 @ ID of ARM Cortex A9 r0p?
        biceq   r2, r2, #0x0000000f             @ clear minor revision number
        teqeq   r2, r1                          @ test for errata affected core and if so...
        orreqs  r3, #(1 << 21)                  @   fix LoUIS value (and set flags state to 'ne')
#endif
        ALT_SMP(mov     r3, r3, lsr #20)        @ r3 = LoUIS * 2
        ALT_UP(mov      r3, r3, lsr #26)        @ r3 = LoUU * 2
        reteq   lr                              @ return if level == 0
        mov     r10, #0                         @ r10 (starting level) = 0
        b       flush_levels                    @ start flushing cache levels
ENDPROC(v7_flush_dcache_louis)
  • mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1
    • LoUU/LoUIS를 추출하기 위해 CLIDR을 읽어온다.
  • ALT_SMP(ands    r3, r0, #(7 << 21))
    • SMP 시스템에서 CLIDR의 LoUIS 필드를 추출해온다.
  • ERRATA_643719
    • 특정 프로세서의 CLIDR.LOUIS가 잘못 기록이 되어 있어서 이를 보정해주는 코드
    • Cortex-A9 r1p0 이전 버전에서 LoUIS 값이 1이 아닌 0으로 기록된 것을 잡아준다.
  • ALT_SMP(mov     r3, r3, lsr #20)
    • r3: 읽어온 값을 우측으로 쉬프트하여 LoUIS  x 2와 같은 값으로 만든다.
      • d-cache를 어느 캐시 레벨까지 flush할지 결정하기 위함.
  • reteq   lr
    • 읽어온 LoUIS가 0이면 d-cache의 flush를 포기하고 루틴을 빠져나간다.
  • mov     r10, #0
    • 시작 캐시 레벨을 0(L1)부터 준비한다.
  • b flush_levels
    • v7_flush_dcache_all() 루틴 중간에 있는 flush_levels 레이블을 같이 사용한다.

 

v7_flush_dcache_all()

/*
 *      v7_flush_dcache_all()
 *
 *      Flush the whole D-cache.
 *
 *      Corrupted registers: r0-r7, r9-r11 (r6 only in Thumb mode)
 *
 *      - mm    - mm_struct describing address space
 */
ENTRY(v7_flush_dcache_all)
        dmb                                     @ ensure ordering with previous memory accesses
        mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1           @ read clidr
        ands    r3, r0, #0x7000000              @ extract loc from clidr
        mov     r3, r3, lsr #23                 @ left align loc bit field
        beq     finished                        @ if loc is 0, then no need to clean
        mov     r10, #0                         @ start clean at cache level 0
flush_levels:
        add     r2, r10, r10, lsr #1            @ work out 3x current cache level
        mov     r1, r0, lsr r2                  @ extract cache type bits from clidr
        and     r1, r1, #7                      @ mask of the bits for current cache only
        cmp     r1, #2                          @ see what cache we have at this level
        blt     skip                            @ skip if no cache, or just i-cache
#ifdef CONFIG_PREEMPT
        save_and_disable_irqs_notrace r9        @ make cssr&csidr read atomic
#endif
        mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0          @ select current cache level in cssr
        isb                                     @ isb to sych the new cssr&csidr
        mrc     p15, 1, r1, c0, c0, 0           @ read the new csidr
#ifdef CONFIG_PREEMPT
        restore_irqs_notrace r9
#endif
        and     r2, r1, #7                      @ extract the length of the cache lines
        add     r2, r2, #4                      @ add 4 (line length offset)
        ldr     r4, =0x3ff
        ands    r4, r4, r1, lsr #3              @ find maximum number on the way size
        clz     r5, r4                          @ find bit position of way size increment
        ldr     r7, =0x7fff
        ands    r7, r7, r1, lsr #13             @ extract max number of the index size
loop1:
        mov     r9, r7                          @ create working copy of max index
loop2:
 ARM(   orr     r11, r10, r4, lsl r5    )       @ factor way and cache number into r11
 THUMB( lsl     r6, r4, r5              )
 THUMB( orr     r11, r10, r6            )       @ factor way and cache number into r11
 ARM(   orr     r11, r11, r9, lsl r2    )       @ factor index number into r11
 THUMB( lsl     r6, r9, r2              )
 THUMB( orr     r11, r11, r6            )       @ factor index number into r11
        mcr     p15, 0, r11, c7, c14, 2         @ clean & invalidate by set/way
        subs    r9, r9, #1                      @ decrement the index
        bge     loop2
        subs    r4, r4, #1                      @ decrement the way
        bge     loop1
skip:
        add     r10, r10, #2                    @ increment cache number
        cmp     r3, r10
        bgt     flush_levels
finished:
        mov     r10, #0                         @ swith back to cache level 0
        mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0          @ select current cache level in cssr
        dsb     st
        isb
        ret     lr
ENDPROC(v7_flush_dcache_all)
  • decompressed/head.S에서 d-cache를 flush한 로직과 거의 흡사하다.
    • way와 index 루프 순서만 기존과 바뀌었다.

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