写下这篇文章的目的是写给现在清楚将来或许忘记的自己。

前言

以arm926ej-s内核为例来说，为什么说有MMU和I-Cache以及D-Cache的芯片具有更好的运行处理效率，相比于其他没有MMU和I-Cache和D-Cache的芯片来说，有MMU，访问的地址更加安全，有I-Cache取指令的速率更高效，因为Cache的访问速度远比内存的访问速度快，如果内核想访问的指令已经事先在Cache中暂存了，那么内核就不需要大费周章的去访问内存，因为我们都知道，现今，处理器的工作频率都比内存的工作频率高许多，也就是处理器在访问内存时候会经常出现空等待的现象，而Cache比内存的访问速率快，这才表征了Cache的高效性。

1.为何要关闭MMU？

研究过U-Boot的人大概都知道，我们的MPU在复位后，通常都会经历这几个阶段：设置模式为svc32->屏蔽所有的中断->关闭看门狗->关闭MMU以及Cache->… , 这几个步骤或许不是所有芯片必须经历的上电后初始化过程，但绝对是大多数的ARM微处理器上电后必须经历的。

关于为何要关闭MMU和Cache？我认为还是为了效率，为了效率？有人或许不解，不是说MMU和Cache会提供访问效率吗？不错，MMU和Cache确实会增加arm926ej-s内核访问的效率，但，在我们系统复位阶段，我们访问的都是一些不连贯的而且地址固定的寄存器，何况，我们的相关寄存器初始化都是用汇编指令程序设计的(用汇编设计还是为了高效，一切为了高效率！！！)，换句话说，我们在初始化阶段对一些重要的寄存器设置值的时候，不需要你MMU和Cache,为啥呢？因为arm926ej-s的内核每条指令的访问都经过3个阶段(如果你开着MMU和Cache的话)，如果你没开启MMU的话，那就直接执行第三步骤，访问实际地址PA。

• 首先arm926ej-s会给出访问指令的虚拟地址VA
• 然后FCSE PID会将地址修改成MVA(即修改后的虚拟地址)，然后MMU和I-Cache会去查找这个地址是否已经在Cache中缓存了，如果找到了，那么直接返回给arm926ej-s，高效率了
• 如果找了一遍，没有找到，那么MMU将MVA地址修改成PA(实际的物理地址)，并将实际的物理地址PA送给AMBA总线接口去执行一个外部的访问，那这样就低效率了

上面3个步骤中，有人或许为好奇，MMU在这里干了啥都？其实啊，我们的MMU存在的最重要的价值就是都arm926ej-s的内核访问地址进行检查，如果你开了MMU，那么arm926ej-s所有的访问地址都会经过MMU的检查保护，检查地址访问合法，才会让arm926ej-s的访问继续往下走。

2.怎样去关闭MMU？

arm926ej-s对内核的访问提供了一组寄存器结构，不过不同于总线访问，它的访问比较特殊，又称之为CP15单元（就是所谓的协处理器单元），并且官方给出了访问的接口格式指令，如下：

mcr {cond} p15, opcode_1, Rn, cRn, cRm, opcode_2
mrc {cond} p15, opcode_1, Rn, cRn, cRm, opcode_2

通常情况下,除了一些特定的访问，有特定的值之外，其他情况下，cRm，opcode_1, opcode_2,这三个的值都为0，即，

mcr p15, 0, Rn, cRn, 0, 0
mrc p15, 0, Rn, cRn, 0, 0

在协处理单元有一个控制寄存器c1,对这个寄存器进行读写操作时候，就可以实现对MMU以及cache禁止或者使能了。但，这个寄存器比较特殊，因为涉及到了具体操作时，要遵循 读-改写-回写的原则。

非常重要的一句话，D-Cache在关闭使能前，必须要先清理在关闭，这样做是为了保证Cache与内存的一致性。

下面的代码将演示如何关闭MMU:

#This is a demo to show how to disable MMU with ARM926ej-s kernel.mov r0, #0
mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0 @先读取协处理中的控制寄存器c1的值
bic r0, r0, #0x00000002   @清除到协处理中的控制寄存器c1的bit1,置为0，表示关闭mmu, 置一，表示打开mmu
mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 @回写到c1寄存器中去

说明，汇编程序单行最后使用@后面的是注释，根据GNU arm汇编的注释规则，在单行后面注释的用@，在正行进行注释的就用#,这个要知道一下就好。

————————未完待续