网址:http://blog.csdn.net/zhou1232006/article/details/6150198

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

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{<cond>} <p>,< opcode_1>,<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

MCR{<cond>} p15,0,<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

其中,<cond>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。

<Rd>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。

<CRn>作为目标寄存器的协处理器寄存器,其编号可能是C0,C1,…,C15。

<CRm>和<opcode_2>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,则将为<CRm>为C0,opcode_2为0,否则可能导致不可预知的结果。

The CRm field and opcode_2 field are used to specify a particular action when addressing registers.The opcode_1, opcode_2 and CRm fields should be zero, except when the values specified are used to select the desired operations, in all instructions which access CP15. Using other values will result in unpredictable behavior. Attempting to read from a non-readable register, or writing to a non-writable register will cause unpredictable results.

使用示例

下面的指令从ARM寄存器R4中中将数据传送到协处理器CP15的寄存器C1中。其中R4为ARM寄存器,存放源操作数,C1、C0为协处理器寄存器,为目标寄存器,opcode_1为0,opcode_2为0。

MCR  p15,  0,  R4,  C1,  C0,  0

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{<cond>} <p>,< opcode_1>,<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

MRC{<cond>} p15,0,<Rd>,<CRn>,<CRm>{,<opcode_2>}

参数用法同MCR指令

CP15中的寄存器介绍

Register(寄存器)

Read

Write

C0

ID Code (1)

Unpredictable

C0

Catch type(1)

Unpredictable

C1

Control

Control

C2

Translation table base

Translation table base

C3

Domain access control

Domain access control

C4

Unpredictable

Unpredictable

C5

Fault status(2)

Fault status (2)

C6

Fault address

Fault address

C7

Unpredictable

Cache operations

C8

Unpredictable

TLB operations

C9

Cache lockdown(2)

Cache lockdown (2)

C10

TLB lock down(2)

TLB lock down(2)

C11

Unpredictable

Unpredictable

C12

Unpredictable

Unpredictable

C13

Process ID

Process ID

C14

Unpredictable

Unpredictable

C15

Test configuration

Test configuration

Notes:

1.       Register location 0 provides access to more than one register. The register accessed depends upon values of the opcode_2 field. See the register description for details.

2.       Separate register for instruction and data .See the register description for details.

寄存器0:ID Code Register

This is a read-only register which returns a 32-bit device ID code

这是一个只读寄存器,它存放微处理器的标识码。

The ID code register is accessed by reading CP15 register 0 with the opcode_2 field set to any value other than 1(the CRm field should be zero when reading). For example:

MRC  p15, 0, Rd, C0, C0, 0

ID Code内容如下:

Register bits

Function

Value

[31:24]

Implementor

0x41(‘A’,表示Arm公司)

[23:20]

Specification revision

0x1

[19:16]

Architecture version(4T)

0x2(ARM体系版本4T)

[15:4]

Part number

0x920

[3:0]

Layout revision

0x0

寄存器0:Cache type register

This is a read-only register which contains information about the size and architecture of the caches, allowing operating systems to establish how to perform such operations as cache cleaning and lockdown.

这个只读寄存器包含了高速缓存的大小和类型。

The cache type register is accessed by reading CP15 register 0 with the opcode_2 field set to 1.for example:

MRC  p15, 0, Rd, C0, C0, 1; returns cache details

The format of cache type register (寄存器的数据格式如下)

Register bits

Function

Value

[31:29]

Reserved

000

[28:25]

Cache type (缓存类型)

0110

[24]

Harvard/Unified

1(defines Harvard cache)

[23:21]

Reserved

000

[20:18]

Data Cache size(数据缓存大小)

101(defines 16KB)

[17:15]

Data Cache associativity

110(defines 64 way)

[14]

Reserved

0

[13:12]

Data Cache words per line

10(defines 8 words per line)

[11:9]

Reserved

000

[ 8:6]

Instruction Cache size(指令缓存大小)

101(defines 16KB)

[5:3]

Instruction Cache Associativity

110(defines 64 way)

[2]

Reserved

0

[1:0]

Instruction Cache per line

10(defines 8 words per line)

寄存器1:Control register

对该寄存器读写指令如下:

MRC   p15, 0, Rd, c1, c0, 0   ; read control register

MCR   p15, 0, Rd, c1, c0, 0   ; write control register

该寄存器功能如下表

Registe bits

Name

Function

Value

31

iA bit

Asynchronous clock select

见时钟模式表

30

nF bit

notFastBus select

见 时钟模式表

29:15

-

Reserved

Read = Unpredictable

Write = should be zero

14

RR bit

Round robin replacement

0 = Random replacement

1 = Round robin replacement

13

V bit

Base location of exception register(异常寄存器基地址)

0 = Low address = 0x0000 0000

1 = High address = 0xFFFF 0000

12

I bit

Instruction cache enable

0 = Instruction cache disable

1 = Instruction cache enable

11:10

-

Reserved

Read = 00

Write = 00

9

R  bit

ROM protection

见图1

8

S  bit

System protection

见图1

7

B  bit

Big-endian/little-endian

0 = Little-endian operation

1 = Big-endian operation

6:3

-

Reserved

Read = 1111

Write = 1111

2

C bit

Data cache enable

0 = data cache disable

1 = data cache enable

1

A bit

Alignment fault enable

Data address alignment fault checking

(地址对齐检查)

0 = 禁用地址对齐检查功能

1 = 使能地址对齐检查功能

0

M bit

MMU enable

0 = MMU disable

1 = MMU enable

时钟模式表

Clocking mode(时钟模式)

iA

nF

Fastbus mode (快速总线模式)

0

0

Reserved

1

0

Synchronous (同步模式)

0

1

Asynchronous (异步模式)

1

1

图1

寄存器2:Translation Table Base(TTB) Register

Register bits

Function

31:14

Pointer to first level translation table base .  Read /write

13:0

Reserved

Read = Unpredictable

Write = Should be zero

访问C2寄存器指令如下:

MRC   p15, 0, Rd, C2, C0, 0   ;  Read TTB register

MCR   p15, 0, Rd, C2, C0, 0   ;  Write TTB register

该寄存器存放第一级转换表基地址。写入时,位[13:0]必须为0,读出时,位[13:0]的值不可预知。

寄存器3:Domain Access Control Register

寄存器3是可读写的域访问控制寄存器,分为16组,每组占用2个位

访问该寄存器的指令如下:

MRC   p15, 0, Rd, C3, C0, 0   ;  Read domain 15:0 access permissions

MCR   p15, 0, Rd, C3, C0, 0   ;  Read domain 15:0 access permissions

Interpreting Access Control Bits in Domain Access Control Register

寄存器4:保留

对该寄存器的读写会产生不可预料的结果。

寄存器5:Fault Status Register

寄存器6:Fault Address Register

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

Register 8 is a write-only register used to manage the translation lookaside buffer(TLBs),the instruction TLB and the data TLB.

Five TLB operations are defined and the function to be performed is selected by the opcode_2 and CRm fields in the MCR instruction used to write CP15 register 8.Writing other opcode_2 or CRm values id unpredictable. Reading from CP15 register 8 is unpredictable.

 Function                 Data                                         instruction                     
 Invalidate TLB(s)                      SBZ  MCR p15,0,Rd,c8,c7,0
 Invalidate I TLB  SBZ  MCR p15,0,Rd,c8,c5,0
 Invalidate I TLB single entry (using MVA)  MVA format  MCR p15,0,Rd,c8,c5,1
 Invalidate D TLB  SBZ  MCR p15,0,Rd,c8,c6,0
 Invalidate D TLB single entry (using MVA)  MVA format  MCR p15,0,Rd,c8,c6,1

(转)关于ARM9协处理器CP15及MCR和MRC指令的更多相关文章

  1. 协处理器CP15介绍—MCR/MRC指令(6)

    概述:在基于ARM的嵌入式应用系统中,存储系统的操作通常是由协处理器CP15完成的.CP15包含16个32位的寄存器,其编号为0-15. 而访问CP15寄存器的指令主要是MCR和MRC这两个指令. 例 ...

  2. 内存管理单元(MMU)和协处理器CP15介绍(转)

    内存管理单元(MMU)和协处理器CP15介绍内存管理单元(MMU)介绍嵌入式系统中,存储系统差别很大,可包含多种类型的存储器件,如FLASH,SRAM,SDRAM,ROM等,这些不同类型的存储器件速度 ...

  3. 浅析ARM协处理器CP15寄存器有关指令:MCR\MRC

    ref:http://blog.csdn.net/gameit/article/details/13169405 背景: 在uboot中,start.s中涉及到了 CP15 的有关操作.查阅有关资料, ...

  4. [转载]ARM协处理器CP15寄存器详解

    用于系统存储管理的协处理器CP15  原地址:http://blog.csdn.net/gameit/article/details/13169405 MCR{cond}     coproc,opc ...

  5. ARM协处理器CP15寄存器详解【转】

    本文转载i自;https://blog.csdn.net/gameit/article/details/13169405 用于系统存储管理的协处理器CP15   MCR{cond}     copro ...

  6. ARM协处理器CP15寄存器详解

    改自:https://blog.csdn.net/gameit/article/details/13169405 *C2描述的不对,bit[31-14]才是TTB,不是所有的bit去存储ttb.很明显 ...

  7. 协处理器CP15

    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.ARM处理器使用协处理器15(CP15)的寄存器来控制cache.TCM和存储器管理.CP15包含16个32位的寄存器 ...

  8. A9裸机

    Tiny4412裸机程序之操作ICache 一.首先普及一下什么是Cache 基于程序访问的局限性,在主存和CPU通用寄存器之前设置了一类高速的.容量较小的存储器,把正在执行的指令地址附件的一部分指令 ...

  9. [国嵌笔记][027][ARM协处理器访问指令]

    协处理器作用 协处理器用于执行特定的处理任务,如数学协处理器可以执行控制数字处理,以减轻处理器的负担.ARM处理器最多可以支持16个协处理器,其中CP15是最重要的一个协处理器 CP15的作用 CP1 ...

随机推荐

  1. inline-block总结

    inline-block的内部表现类似block,可以设置宽高,外部表现类似inline,具有不还行的特性. 与float排版有些类似,当内部块级(可设置宽高),水平排列的时候都两者都可以实现. 两者 ...

  2. Networking - ICMP 协议

    发送到远程计算机的数据通常发经过一个或多个路由器,这些路由器在把数据传输到最终目的地的过程中可能发生多种问题.路由器利用 ICMP 把问题通知给源 IP.ICMP 还有用于其他调试和排错的功能. IC ...

  3. Git CMD - merge: Join two or more development histories together

    命令格式 git merge [-n] [--stat] [--no-commit] [--squash] [--[no-]edit] [-s <strategy>] [-X <st ...

  4. SQL数据库设计三范式

    关系型数据库将数据库设计需要遵循的一些规则叫做“范式”,最基本的三个范式(1NF.2NF.3NF)简称三范式.第一范式是满足第二范式的基础,而第一.二范式又是满足第三范式的基础. 第一范式 表中的字段 ...

  5. 为Widget添加事件

      原帖:http://bbs.51cto.com/thread-965565-1-1.html 在appWidget中,ImageButton和Button都是被支持的控件,其事件可分成三种类型: ...

  6. The influence of informal governance mechanisms on knowledge integration

    Title:The influence of informal governance mechanisms on knowledge integration within cross-function ...

  7. 深入探析koa之中间件流程控制篇

    koa被认为是第二代web后端开发框架,相比于前代express而言,其最大的特色无疑就是解决了回调金字塔的问题,让异步的写法更加的简洁.在使用koa的过程中,其实一直比较好奇koa内部的实现机理.最 ...

  8. [GeekBand] 面向对象的设计模式(C++)(1)

    一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案的核心. 这样,你就能一次又一次 地使用该方案而不必做重复劳动. 0. 从面向对象谈起 底层思维与抽象思维: 底层思维要求程序员&q ...

  9. 文档生产工具 Doxygen

    Doxygen是一种开源跨平台的,类似JavaDoc风格描述的文档系统,支持C.C++.Java.Objective-C等语言.可以从一套归档源文件开始,生成HTML,XML,pdf等不同风格的格式. ...

  10. 0<=i<iLen 在C++中

    for( i=0;0<= i<2; i++)这样的话会出现什么错误呢? 一直循环下去, 因为i>=一直成立