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

MCR{cond}     coproc，opcode1，Rd，CRn，CRm，opcode2

MRC {cond}    coproc，opcode1，Rd，CRn，CRm，opcode2

coproc         指令操作的协处理器名.标准名为pn,n,为0~15 

opcode1      协处理器的特定操作码. 对于CP15寄存器来说，opcode1永远为0，不为0时，操作结果不可预知

CRd             作为目标寄存器的协处理器寄存器. 

CRn             存放第1个操作数的协处理器寄存器. 

CRm            存放第2个操作数的协处理器寄存器. （用来区分同一个编号的不同物理寄存器，当不需要提供附加信息时，指定为C0）

opcode2     可选的协处理器特定操作码.                （用来区分同一个编号的不同物理寄存器，当不需要提供附加信息时，指定为0）

• 在基于ARM的嵌入式系统中，存储系统通常是通过系统控制协处理器CP15完成的。
• CP15可以包含16个32位的寄存器，其编号为0-15。实际上对于某些编号的寄存器可能对应有多个物理寄存器。在指令中指定特定的标志位来区分这些物理寄存器。有些类似于ARM寄存器中，处于不同的处理器模式时，ARM某些寄存器可能不同。

CP15 的寄存器列表如表所示：

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

注：以下寄存器中相应位的含义在不同的处理器中可能不同，但总体功能不变

（一）CP15 的寄存器 C0

CP15 中寄存器 C0 对应两个标识符寄存器，由访问 CP15 中的寄存器指令中的 <opcode2> 指定要访问哪个具体物理寄存器， <opcode2> 与两个标识符寄存器的对应关系如下所示：

opcode2 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

指令如下：

MRC    P15，0，R0，C0，C0，0       #将主标示符寄存器的内容读到AMR寄存器R0中

主标示符的编码格式对于不同的ARM处理器版本有所不同。

对于AMR7之后的处理器，其主标示符编码格式如下 ： 

30                24	23                20	19                          16	15                 4	3                       0
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

各部分的编码详细含义如下表所示：

位

说     明<