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看Linux启动代码中的Cache与TLB

在移植linux2.6.18.1到龙芯3210的时候,也就是在移植笔记3里,对Cache和TLB进行了一段修改,移植的时候以对照的方式进行修改,现在来看看,为什么代码这样写。


在移植Linux到龙芯3210笔记3里面已经知道,对Cache和TLB的操作是在trap_init里完成的,查了一下trap的英文意思,有一个解释是”存水池”。


然后进入per_cpu_trap_init,看到两个函数的调用:


cpu_cache_init();


tlb_init();


对了,正是这两个函数。


先来看cpu_cache_init:


在./arch/mips/kernel/cpu-probe.c里我们加入了一段代码:


(在cpu_probe_legacy函数里)


switch (c->processor_id & 0xff00) {


       case  … …


       … …


        case PRID_IMP_SOC32101:


                c->cputype = CPU_SOC32101;


                c->isa_level = MIPS_CPU_ISA_II;


                c->options = R4K_OPTS |


                     /* MIPS_CPU_FPU | */ MIPS_CPU_LLSC;


                c->tlbsize = 48;


                break;



看到c->options的值是R4K_OPTS


而:


#define R4K_OPTS       (MIPS_CPU_TLB | MIPS_CPU_4KEX | MIPS_CPU_4K_CACHE \


                                        | MIPS_CPU_COUNTER)


明显地,c->options记录的就是选定一些关于该CPU的一些特性。而这些特性就成了判断的标志位,从而选择不同的初始化,其中MIPS_CPU_4K_CACHE特性就是关于Cache的。


回到cpu_cache_init函数,在./arch/mips/mm/cache.c里。


该函数就是根据不同的CPU特性来决定用哪个函数初始化我们的cache。


在./include/asm-mips/cpu-features.h定义了这个判定宏:


#define cpu_has_4k_cache        (cpu_data[0].options & MIPS_CPU_4K_CACHE)


显然,对cache的初始化是由r4k_cache_init来执行的。


进入r4k_cache_init,看到:


probe_pcache();

从函数名来看,这个函数的作用是探测cache,换句话说,就是获取cache的有关信息。进入该函数,我们发现,根据不同的CPU类型进行了不同的计算,来确定cache的属性。


 926         case CPU_SOC32101:           


 927                 icache_size = 1 << (12 + ((config & CONF_IC) >> 9));


 928                 c->icache.linesz = 16 << ((config & CONF_IB) >> 5);


 929                 if (prid & 0x3) {    


 930                   c->icache.ways = 4;


 931                 } else {             


 932                   c->icache.ways = 2;


 933                 }


 934                 c->icache.waybit= 0; 


 935         


 936                 dcache_size = 1 << (12 + ((config & CONF_DC) >> 6));


 937                 c->dcache.linesz = 16 << ((config & CONF_DB) >> 4);


 938                 if (prid & 0x3) {    


 939                   c->dcache.ways = 4;


 940                 } else {             


 941                   c->dcache.ways = 2;


 942                 }                    


 943                 c->dcache.waybit = 0;


 944                 break;


确定指令cache和数据cache的大小属性,保存在cache_desc中。


 24 struct cache_desc {            


 25         unsigned short linesz;  /* Size of line in bytes */


 26         unsigned short ways;    /* Number of ways */


 27         unsigned short sets;    /* Number of lines per set */


 28         unsigned int waysize;   /* Bytes per way */


 29         unsigned int waybit;    /* Bits to select in a cache set */


 30         unsigned int flags;     /* Flags describing cache properties */


 31 };


计算方法,龙芯3210,跟其它MIPS的CPU不同,查看芯片手册:


查看Config寄存器的描述:

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