系统引导时为什么要关闭Catchs？

一、引言

U-Boot 1.1.6中有如下代码：

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1. /*  
2. *************************************************************************  
3. *  
4. * CPU_init_critical registers  
5. *  
6. * setup important registers  
7. * setup memory timing  
8. *  
9. *************************************************************************  
10. */  
11. #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT  
12. cpu_init_crit:  
13. /*  
14. * flush v4 I/D caches 关闭数据和指令缓存  
15. */  
16. mov r0, #0  
17. mcr p15, 0, r0, c7, c7, 0   /* flush v3/v4 cache */  
18. mcr p15, 0, r0, c8, c7, 0   /* flush v4 TLB */  
19. /*  
20. * disable MMU stuff and caches 关闭MMU  
21. */  
22. mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0  
23. bic r0, r0, #0x00002300 @ clear bits 13, 9:8 (--V- --RS)  
24. bic r0, r0, #0x00000087 @ clear bits 7, 2:0 (B--- -CAM)  
25. orr r0, r0, #0x00000002 @ set bit 2 (A) Align  
26. orr r0, r0, #0x00001000 @ set bit 12 (I) I-Cache  
27.     mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0  
28.     /*  
29.      * before relocating, we have to setup RAM timing  
30.      * because memory timing is board-dependend, you will  
31.      * find a lowlevel_init.S in your board directory.  
32.      */  
33.     mov ip, lr  //保存返回地址  

在Linux 2.6.30.4中也有类似的代码

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1. __arm920_setup:  
2.     mov r0, #0  
3.     mcr p15, 0, r0, c7, c7      @ invalidate I,D caches on v4  
4.     mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4      @ drain write buffer on v4  
5. #ifdef CONFIG_MMU  
6.     mcr p15, 0, r0, c8, c7      @ invalidate I,D TLBs on v4  
7. #endif  
8.     adr r5, arm920_crval  
9.     ldmia   r5, {r5, r6}  
10.     mrc p15, 0, r0, c1, c0      @ get control register v4  
11.     bic r0, r0, r5  
12.     orr r0, r0, r6  
13.     mov pc, lr  

二、系统引导时为什么要关闭Caches

从引言中我们可以看出，在U-Boot和Linux的引导阶段都关闭了Caches，这是为什么呢？

Caches是CPU内部的一个2级缓存，它的作用是将常用的数据和指令放在CPU内部。Caches是通过CP15管理的，刚上电的时候，CPU还不能管理Caches。上电的时候指令Cache可关闭，也可不关闭，但数据Cache一定要关闭，否则可能导致刚开始的代码里面，去取数据的时候，从Cache里面取，而这时候RAM中数据还没有Cache过来，导致数据预取异常 。

三、关键字Volatile

说到Caches就必须提到一个关键字Volatile，以后在设置寄存器时会经常遇到。它的本质：是告诉编译器不要对我的代码进行优化，作用是让编写者感觉变量的变化情况。
优化的过程：是将常用的代码取出来放到Caches中，它没有从实际的物理地址去取，它直接从CPU的缓存中去取，但常用的代码就是为了感觉一些常用变量的变化
优化原因：如果正在取数据的时候发生跳变，那么就感觉不到变量的变化了，所以在这种情况下要用Volatile关键字告诉编译器不要做优化，每次从实际的物理地址中去取指令，这就是为什么关闭Caches的原因。
但在C语言中是不会关闭Caches，会打开，如果编写者要感觉外界变化，或变化太快，从Caches中取数据会有误差，就加一个关键字Volatile。