ARM协处理器

ARM920T = ARM9 core + MMU + Cache

MMU和Cache由CP15的相关寄存器来控制。

一、CP15协处理器

  在基于ARM的嵌入式系统中，对存储系统的管理通常是通过设置系统控制协处理器CP15来实现。

1.CP15可以包含16个32位寄存器，其编号由0～15：

其中C1、C7和C9是Cache相关设置；

C1、C2、C3、C8和C10是MMU相关设置。

C0：ID寄存器；包含有当前CPU的ID代码和缓存类型，可以通过读取ID值、判断当前CPU的型号。

C1：控制；ARM的控制寄存器，控制MMU和Cache。

C2：置换表；页表基址寄存器TTB（Translation Table Base），存放页表的基址，MMU会自动去该寄存器中取出基址做VA地址到MVA地址的映射。

C3：访问控制范围；域访问控制寄存器。

C4：保留位。

C5：默认状态。

C6：默认地址。

C7：Cache工作；缓存工作寄存器，用以管理指令缓存（I——Cache）和数据缓存（D——Cache）。

C8：TLB运行；TLB工作寄存器，用于管理指令TLB和数据TLB。

C9：Cache上锁。

C10：TLB上锁。

C11：保留位。

C12：保留位。

C13：FCSE PID；快速上下文切换寄存器，其内容为进程的PID，用于用户进程虚拟地址映射。

C14：保留位。

C15：芯片厂商自定义。

2.访问CP15寄存器的ARM指令如下，并且这些指令只能在ARM的特权模式下执行：

MCR：从ARM寄存器到CP15寄存器的数据传送指令

MCR {cond} p15, opcode_1, Rd, CRn, CRm {, opcode_2}

MRC：从CP15寄存器到ARM寄存器的数据传递指令

MRC {cond} p15, opcode_1, Rd, CRn, CRm {, opcode_2}

cond:条件执行条件码；当cond忽略时指令为无条件执行。

opcode_1:协处理器将执行操作的操作码；对于CP15来说，opcode_1永远为0。

Rd：目标通用ARM寄存器；不能是PC。

CRn：协处理器的操作目标寄存器，编号为C0～C15。

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CRm和opcode_2是指令选项，具体含义取决于不同寄存器。

CRm：附加的目标寄存器或源操作寄存器；用于区分同一编号的不同物理寄存器，一般为C0。

opcode_2：附件信息，用于区分同一编号的不同物理寄存器；一般为0。