[经验]

在ARM嵌入式系统中访问CP15寄存器的指令

2022-5-17 14:38:17

2692 寄存器嵌入式系统 ARM

在基于ARM的嵌入式应用系统中，存储系统通常是通过系统控制协处理器CP15完成的。CP15包含16个32位的寄存器，其编号为0~15。
访问CP15寄存器的指令
MCR ARM寄存器到协处理器寄存器的数据传送
MRC 协处理器寄存器到ARM寄存器的数据传送
注意：MCR指令和MRC指令只能在处理器模式为系统模式时执行，在用户模式下执行MCR指令和MRC指令将会触发未定义指令的异常中断。
MCR指令
MCR指令将ARM处理器的寄存器中的数据传送到协处理器寄存器中。如果协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义的指令异常中断。
指令语法格式：
MCR{}

，，,,{,}
MCR{} p15，0，,,{,}
其中：
为指令执行的条件码。当cond忽略时指令为无条件执行。
< opcode_1>为协处理器将执行的操作的操作码。对于CP15协处理器来说，opcode_1永远为0b000，当 opcode_1不为0b000时，该指令操作结果不可预知。
作为源寄存器的ARM寄存器，其值将被传送到协处理器寄存器中。
作为目标寄存器的协处理器寄存器，其编号可能是C0，C1，…，C15。
和两者组合决定对协处理器寄存器进行所需要的操作，如果没有指定，则将CRm设为C0，opcode_2为0，否则可能导致不可预知的结果。
MRC指令
MRC指令将协处理器的寄存器中的数值传送到ARM处理器的寄存器中、如果协处理器不能成功地执行该操作，将产生未定义的指令异常中断。
指令语法格式：
MRC{}

，，,,{,}
MRC{} p15，0，,,{,}
CP15中的寄存器介绍

寄存器 C1
CP15中的寄存器C1是一个控制寄存器，它包括以下控制功能：
禁止或使能MMU以及其他与存储系统相关的功能
配置存储系统以及ARM处理器中的相关部分的工作
指令如下：
mrc p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将 CP15 的寄存器 C1 的值读到 r0 中
mcr p15, 0, r0, c1, c0{, 0} ；将 r0 的值写到 CP15 的寄存器 C1 中
CP15 中的寄存器 C1 的编码格式及含义说明如下：

寄存器7：Cache Operations
该寄存器是只写寄存器，用于管理指令缓存和数据缓存。
对该寄存器的写操作所实现的功能，是通过MCR指令中的opcode_2和CRm两者的组合来选择的，具体组合如下。

寄存器8：TLB Operations
系统协处理器CP15的寄存器C8是一个只写的寄存器，被用于管理(Translation Lookaside Buffer：传输后备缓冲器)。TLB是一个内存管理单元用于改进虚拟地址到物理地址转换速度的缓存。有 the instruction TLB 和 the data TLB.

原作者：aoXiaMi