Как отключить кэши процессора L1 и L2?

Можно ли отключить кэш L1 и / или L2 в Ubuntu 14.04 (желательно на языке более высокого уровня, например Python)? Если так, то как?

Кроме того, будет ли существенно различаться отключение кэша в разных архитектурах? Если это так, меня больше интересует ARM Cortex-A15.

РЕДАКТИРОВАТЬ

При изучении того, как отключить кэш, я узнал о файле drop_caches в / proc / sys / vm / из документации kernel.org

«Запись этого приведет к тому, что ядро удалит чистые кэши, а также исправляемые объекты слэба, такие как дентрии и иноды. После удаления их память станет свободной».

...

«Этот файл не является средством управления ростом различных кэшей ядра (inode, dentries, pagecache и т. Д.). Эти объекты автоматически восстанавливаются ядром, когда требуется память в другом месте системы».

Это не похоже на то, что я ищу, поскольку не только не похоже, что это отключило бы кеш, я думал, что виртуальная память находится внутри операционной системы, а не на оборудовании. Моя цель - отключить кеш, чтобы искомая память искалась в другом месте, например, в ОЗУ.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Чтобы уточнить, я понимаю, что отключение кеша будет делать для системы. Тем не менее, это распространенный метод, используемый в космических приложениях для повышения надежности для критически важных приложений. Вот некоторые ресурсы, которые документируют это явление:

Снижение радиационных отказов встроенного программного обеспечения благодаря кэш-памяти

Руководство по наземным радиационным испытаниям микропроцессоров в космической радиационной среде

Есть даже книги на эту тему:

Эффекты ионизирующего излучения в электронике: от воспоминаний к тепловизорам

— AustinTronics
источник

Если вы пытаетесь сделать что-то вроде отключения кеша, вы занимаетесь встроенным программированием, если вы занимаетесь встроенным программированием, вам, вероятно, следует использовать встроенный язык (C), а я бы не стал использовать ОС. Кроме того, отключение кэша значительно замедлит работу вашей системы.

— Сэм

У меня есть другие способы ускорить мою систему без кеша, но я не могу сказать, насколько эффективны эти методы, пока не отключу кеш и не проведу тесты. Я очень хорошо знаю, C или сборка является предпочтительным выбором для встроенных приложений. Однако, есть несколько вещей высокого уровня, которые имеют больше смысла делать в Python. Было бы гораздо удобнее, если бы в Python была поддержка для чего-то вроде отключения кэша для моего конкретного приложения. Что касается удаления ОС, то, к сожалению, голый металл для меня не вариант.

— AustinTronics

Ответы:

Вы не можете сделать это напрямую в Python, так как для этого нужен модуль ядра (и права root для загрузки этого модуля).

См. Http://lxr.free-electrons.com/source/arch/arm/mm/cache-v7.S#L21, чтобы узнать, как сделать недействительным кэш L1 (сделать недействительным, не отключить).

Различные архитектуры ЦП (например, x86 против ARM) требуют различного кода сборки (инструкции ЦП) для отключения кеша. Я не уверен, есть ли у ядра Linux какая-либо возможность отключить кеши L1 / L2 / L3 / L4, и если это будет так, я считаю, что он будет использоваться внутренне только в течение короткого периода времени, так как процессор медленный без этих кешей.

См. Есть ли способ отключить кэш процессора (L1 / L2) в системе Linux? для ссылки на то, как вы можете отключить кэш в системе x86 / x64 (вам нужно изменить регистр cr0). Для ARM проверьте отключенное поведение Cache .

Я не уверен, что вы полностью понимаете, что делают кэши процессора. Не могли бы вы уточнить, почему вы хотите нанести ущерб производительности вашей системы?

— tehnicaorg
источник

Приложение представляет собой высокопроизводительные встроенные вычисления для аэрокосмической промышленности. Время работы важнее для моего приложения, чем производительность. Я знаю, это звучит странно, но это явление хорошо задокументировано.

— AustinTronics

Как получить высокопроизводительное приложение без кеша процессора? Какое отношение имеют кэши к времени безотказной работы?

— Техникаорг

Я разработчик программного обеспечения в R & D, мы делаем много сумасшедших вещей. Извините, если мне кажется, что я опускаю информацию или являюсь расплывчатым во всех моих ответах, но я не могу получить столько, сколько хотел бы, поскольку это информация о правомерности. Если вам интересно, какое отношение имеет кэш-память к работоспособности в аэрокосмических приложениях, вот публично доступный документ JPL . Вот журнальная статья об этом также.

— AustinTronics

По иронии судьбы отключение кэша L1 имеет смысл сегодня!

— Кольцо Ø

Вы можете сделать это с помощью небольшого кода ASM, см. Главу 11 Руководства по системному программированию Intel.

11.5.3. Предотвращение кеширования

Чтобы отключить кэши L1, L2 и L3 после их включения и получения заполнений кэша, выполните следующие действия: 1. Войдите в режим кэша без заполнения. (Установите флаг CD в регистре управления CR0 на 1, а флаг NW на 0. 2. Сбросьте все кэши, используя инструкцию WBINVD. 3. Отключите MTRR и установите тип памяти по умолчанию как uncached или установите все MTRR для типа кэшированной памяти. (см. обсуждение обсуждения поля TYPE и флага E в разделе 11.11.2.1, «MS32 IA32_MTRR_DEF_TYPE»).

Я не знаю о модуле Python, который реализует это.

— Gaius
источник