ARM处理器中CP15协处理器的寄存器

本章和第5章的内容都与ARM处理器中CP15协处理器的寄存器有密切关系，所以我们这里先介绍一下CP15寄存器以及访问CP15寄存器的汇编指令。

4.1.1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：

3128	2724	2321	20	1916	1512	118	75	4	30
cond	1 1 1 0	opcode_1	L	cr n	rd	1 1 1 1	opcode_2	1	crm

指令
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,,,,, {}

4.1.2CP15寄存器介绍CP15的寄存器列表如表4-1所示。
表4-1ARM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

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：
mrcp15, 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：

31242320191615430
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： 0x1ARM体系版本4 0x2ARM体系版本4T 0x3ARM体系版本5 0x4ARM体系版本5T 0x5ARM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=AARM公司 0x44=DDigital Equipment公司 0x69=Iintel公司

ARM7处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：

3124232216 15430
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： 0x0ARM体系版本3 0x1ARM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=AARM公司 0x44=DDigital Equipment公司 0x69=IIntel公司

ARM7之前处理器的主标识符寄存器编码格式如下所示：

312423221615430
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： 0x0ARM体系版本3 0x1ARM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=AARM公司 0x44=DDigital Equipment公司 0x69=Iintel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：
mrcp15, 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：

31292825242312110
000	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4-2cache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