转帖(1)《ARM的CP15协处理器的寄存器》

格式这样能更好的将表格展开。
访问CP15寄存器的指令
访问CP15寄存器指令的编码格式及语法说明如下：< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

31  28	27  24	23  21	20	19  16	15  12	11  8	7  5	4	3  0
cond	1 1 1 0	opcode_1	L	cr n	rd	1 1 1 1	opcode_2	1	crm

说明：
：协处理器行为操作码，对于CP15来说，永远为0b000，否则结果未知。
：不能是r15/pc，否则，结果未知。
：作为目标寄存器的协处理器寄存器，编号为C0~C15。
：附加的目标寄存器或源操作数寄存器，如果不需要设置附加信息，将crm设置为c0，否则结果未知。
：提供附加信息比如寄存器的版本号或者访问类型，用于区分同一个编号的不同物理寄存器，可以省略或者将其设置为0，否则结果未知。

令	说    明	语法格式
mcr	将ARM处理器的寄存器中的数据写到CP15中的寄存器中	mcr{} p15, , , , , {}
mrc	将CP15中的寄存器中的数据读到ARM处理器的寄存器中	mcr{} p15, , , , , {}

< xmlnamespace prefix ="st1" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />4.1.2  CP15寄存器介绍
CP15的寄存器列表如表4-1所示。
表4-1  ARM处理器中CP15协处理器的寄存器

寄存器编号	基本作用	在MMU中的作用	在PU中的作用
0	ID编码（只读）	ID编码和cache类型
1	控制位（可读写）	各种控制位
2	存储保护和控制	地址转换表基地址	Cachability的控制位
3	存储保护和控制	域访问控制位	Bufferablity控制位
4	存储保护和控制	保留	保留
5	存储保护和控制	内存失效状态	访问权限控制位
6	存储保护和控制	内存失效地址	保护区域控制
7	高速缓存和写缓存	高速缓存和写缓存控制
8	存储保护和控制	TLB控制	保留
9	高速缓存和写缓存	高速缓存锁定
10	存储保护和控制	TLB锁定	保留
11	保留
12	保留
13	进程标识符	进程标识符
14	保留
15	因不同设计而异	因不同设计而异	因不同设计而异

·      CP15的寄存器C0
CP15中寄存器C0对应两个标识符寄存器，由访问CP15中的寄存器指令中的指定要访问哪个具体物理寄存器，与两个标识符寄存器的对应关系如下所示：

opcode_2编码	对应的标识符号寄存器
0b000	主标识符寄存器
0b001	cache类型标识符寄存器
其他	保留

1）主标识符寄存器
访问主标识符寄存器的指令格式如下所示：
mrc  p15, 0, r0, c0, c0, 0                 ；将主标识符寄存器C0,0的值读到r0中
ARM不同版本体系处理器中主标识符寄存器的编码格式说明如下。
ARM7之后处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：

31             24      23            20      19              16    15              4     3               0
由生产商确定	产品子编号	ARM体系版本号	产品主编号	处理器版本号

 

位	说    明
位[3: 0]	生产商定义的处理器版本号
位[15: 4]	生产商定义的产品主编号，其中最高4位即位[15:12]可能的取值为0~7但不能是0或7
位[19: 16]	ARM体系的版本号，可能的取值如下： 0x1   ARM体系版本4 0x2   ARM体系版本4T 0x3   ARM体系版本5 0x4   ARM体系版本5T 0x5   ARM体系版本5TE 其他  由ARM公司保留将来使用
位[23: 20]	生产商定义的产品子编号，当产品主编号相同时，使用子编号来区分不同的产品子类，如产品中不同的高速缓存的大小等
位[31: 24]	生产厂商的编号，现在已经定义的有以下值： 0x41  =A  ARM公司 0x44  =D  Digital Equipment公司 0x69  =I   intel公司

ARM7处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：

31             24     23     22                        16           15          4         3          0
由生产商确定	A	产品子编号	产品主编号	处理器版本号

 

位	说    明
位[3: 0]	生产商定义的处理器版本号
位[15: 4]	生产商定义的产品主编号，其中最高4位即位[15:12]的值为0x7
位[22: 16]	生产商定义的产品子编号，当产品主编号相同时，使用子编号来区分不同的产品子类，如产品中不同的高速缓存的大小等

续表 

位	说    明
位[23]	ARM7支持下面两种ARM体系的版本号： 0x0   ARM体系版本3 0x1   ARM体系版本4T
位[31: 24]	生产厂商的编号，现在已经定义的有以下值： 0x41  =A  ARM公司 0x44  =D  Digital Equipment公司 0x69  =I   Intel公司

ARM7之前处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：

31           24       23       22                    16            15          4         3           0
由生产商确定	A	产品子编号	产品主编号	处理器版本号

 

位	说    明
位[3: 0]	生产商定义的处理器版本号
位[15: 4]	生产商定义的产品主编号，其中最高4位即为[15:12]的值为0x7
位[22: 16]	生产商定义的产品子编号，当产品主编号相同时，使用子编号来区分不同的产品子类，如产品中不同的高速缓存的大小等
位[23]	ARM7支持下面两种ARM体系的版本号： 0x0   ARM体系版本3 0x1   ARM体系版本4T
位[31: 24]	生产厂商的编号，现在已经定义的有以下值： 0x41  =A  ARM公司 0x44  =D  Digital Equipment公司 0x69  =I   intel公司

2）cache类型标识符寄存器
访问cache类型标识符寄存器的指令格式如下所示：
mrc  p15, 0, r0, c0, c0, 1                 ；将cache类型标识符寄存器C0,1的值读到r0中
ARM处理器中cache类型标识符寄存器的编码格式如下所示：

31             29     28           25    24       23             12               11            0
0   0   0	属性字段	S	数据cache相关属性	指令cache相关属性

 

位	说明
位[28: 25]	指定控制字段位[24: 0]指定的属性之外的cache的其他属性，详见表4-2
位[24]	定义系统中的数据cache和指令cache是分开的还是统一的： 0   系统的数据cache和指令cache是统一的； 1   系统的数据cache和指令cache是分开的
位[23: 12]	定义数据cache的相关属性，如果位[24]为0，本字段定义整个cache的属性
位[31: 24]	定义指令cache的相关属性，如果位[24]为0，本字段定义整个cache的属性

其中控制字段位[28：25]的含义说明如下：
表4-2  cache类型标识符寄存器的控制字段位[28：25]

编    码	cache类型	cache内容清除方法	cache内容锁定方法
0b0000	写通类型	不需要内容清除	不支持内容锁定
0b0001	写回类型	数据块读取	不支持内容锁定
0b0010	写回类型	由寄存器C7定义	不支持内容锁定
0b0110	写回类型	由寄存器C7定义	支持格式A
0b0111	写回类型	由寄存器C7定义	支持格式B

控制字段位[23：12]和控制字段位[11：0]的编码格式相同，含义如下所示：

11      9         8             6         5          3                2            1               0
0    0    0	cache容量	cache相联特性	M	块大小

cache容量字段bits[8: 6]的含义如下所示：

编    码	M=0时含义（单位KB）	M=1时含义（单位KB）
0b000	0.5	0.75
0b001	1	1.5
0b010	2	3
0b011	4	6
0b100	8	12
0b101	16	24
0b110	32	48
0b111	64	96

cache相联特性字段bits[5: 3]的含义如下所示：

编    码	M=0时含义	M=1时含义
0b000	1路相联（直接映射）	没有cache
0b001	2路相联	3路相联
0b010	4路相联	6路相联
0b011	8路相联	12路相联
0b100	16路相联	24路相联
0b101	32路相联	48路相联
0b110	64路相联	96路相联
0b111	128路相联	192路相联

cache块大小字段bits[1: 0]的含义如下所示：

编    码	cache块大小
0b00	2个字（8字节）
0b01	4个字（16字节）
0b10	8个字（32字节）
0b11	16个字（64字节）