关于ARM协处理器CP15及MCR和MRC指令

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。

TheCRm field and opcode_2 field are used to specify a particular actionwhen addressing registers.The opcode_1, opcode_2 and CRm fieldsshould be zero, except when the values specified are used to selectthe desired operations, in all instructions which access CP15. Usingother values will result in unpredictable behavior. Attempting toread from a non-readable register, or writing to a non-writableregister 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