ARM存儲(chǔ)器之：協(xié)處理器CP15
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15.1.1CP15寄存器訪問(wèn)指令
通常對(duì)協(xié)處理器CP15的訪問(wèn)使用以下兩種指令。
MRC：將CP15寄存器的值寫(xiě)入ARM寄存器中。
| 注意 | 通過(guò)協(xié)處理器訪問(wèn)指令CDP、LDC和STC指令對(duì)協(xié)處理器CP15進(jìn)行訪問(wèn)將產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果。 其中，CDP為協(xié)處理器數(shù)據(jù)操作指令，這個(gè)指令初始化一些與協(xié)處理器相關(guān)的操作； LDC為一個(gè)或多個(gè)字的協(xié)處理器數(shù)據(jù)讀取指令，此指令從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)到指定的協(xié)處理器中； STC為一個(gè)或多個(gè)32位字的協(xié)處理器數(shù)據(jù)寫(xiě)入指令，此指令初始化一個(gè)協(xié)處理器的寫(xiě)操作，從給定的協(xié)處理器把數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器中。 |
指令MCR和MRC指令訪問(wèn)CP15寄存器使用通用語(yǔ)法。
語(yǔ)法格式為：
MCR{cond>}p15，opcode1=0>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode2>}
MRC{cond>}p15，opcode1=0>，Rd>，CRn>，CRm>{，opcode2>}
其中：
cond>為指令的執(zhí)行條件。當(dāng)cond>條件域?yàn)榭諘r(shí)，指令無(wú)條件執(zhí)行；
opcode1>在標(biāo)準(zhǔn)的MRC指令中，為協(xié)處理器的opcode1>，即操作數(shù)1。對(duì)于CP15來(lái)說(shuō)，此操作數(shù)恒為0，即0b000。當(dāng)針對(duì)CP15的MRC指令中opcode1>不為0時(shí)，指令的操作結(jié)果不可預(yù)知；
Rd>為ARM寄存器，在ARM和協(xié)處理器交換數(shù)據(jù)時(shí)使用。在MRC指令中作為目的寄存器，在MCR中作為源寄存器。
| 注意 | r15不能作為ARM寄存器出現(xiàn)在MRC或MCR指令中，如果r15作為Rd>出現(xiàn)在這里，那么指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。 |
CRn>是CP15協(xié)處理器指令中用到的主要寄存器。在MRC指令中為源寄存器，在MCR中為目的寄存器。CP15協(xié)處理器的寄存器c0、c1、…、c15均可出現(xiàn)在這里。
CRm>是附加的協(xié)處理器寄存器，用于區(qū)分同一個(gè)編號(hào)的不同物理寄存器和訪問(wèn)類型。當(dāng)指令中不需要提供附加信息時(shí)，將CRm>指定為C0，否則指令的操作結(jié)果不可預(yù)知。
opcode2>提供附加信息，用于區(qū)分同一個(gè)編號(hào)的不同物理寄存器，當(dāng)指令中沒(méi)有指定附加信息時(shí)，省略opcode2>或者將其指定為0，否則指令的操作結(jié)果不可預(yù)知。
MCR和MRC指令只能操作在特權(quán)模式下，如果處理器運(yùn)行在用戶模式，指令的執(zhí)行結(jié)果不可預(yù)知。
| 注意 | 在用戶模式下，如果要訪問(wèn)系統(tǒng)控制協(xié)處理器，通常的做法是由操作系統(tǒng)提供SWI軟中斷調(diào)用來(lái)完成系統(tǒng)模式的切換。由于不同型號(hào)的ARM處理器對(duì)此管理差別很大，所以建議用戶在應(yīng)用時(shí)將SWI作為一個(gè)獨(dú)立的模塊來(lái)管理并向上提供通用接口，以屏蔽不同型號(hào)處理器之間的差異。 |
例15.1給出了一個(gè)典型的利用SWI進(jìn)行模式切換的例子。
【例15.1】
典型的在SWI中進(jìn)行模式切換的例子。利用此例，調(diào)用SWI0來(lái)完成系統(tǒng)模式切換。
EHT_SWI
LDRsp,=EHT_Exception_Stack ;更新SWI堆棧指針
ADDsp,sp,#EXCEPTION_SIZE ;得到棧頂指針
STMDBsp!,{r0-r2,lr} ;保存程序中用到的寄存器
MRSr0,SPSR ;得到SPSR
STMDBsp!,{r0} ;保持SPSR
LDRr0,[lr,#-4] ;計(jì)算SWI指令地址
BICr0,r0,#0xFF000000 ;提取中斷向量號(hào)
CMPr0,#MAX_SWI ;檢測(cè)中斷向量范圍
LDRLSpc,[pc,r0,LSL#2] ;如果在范圍內(nèi)，跳轉(zhuǎn)到軟中斷向量表
BEHT_SWI_Exit ;為定義的SWI指令出口
EHT_Jump_Table
DCDEHT_SU_Switch
DCDEHT_Disable_Interrupts
；*********************************************************************************
；用戶可在此添加更多的自定義軟中斷，在此SWI0作為系統(tǒng)保留的軟中斷，調(diào)用例程EHT_SU_Switch，來(lái)進(jìn)行模式切換
；*********************************************************************************
EHT_SU_Switch
MMU_DISABLE ;轉(zhuǎn)換前禁用MMU
LDMIAsp!,{r0} ;從堆棧中取出SPSR
BICr0,r0,#MODE_MASK ;清除模式位
ORRr0,r0,#SYS_MODE ;設(shè)置程序狀態(tài)字的supper模式位
STMDBsp!,{r0} ;從新將SPSR放入堆棧
BEHT_SWI_Exit
EHT_Disable_Interrupts
LDMIAsp!,{r0} ;從堆棧中讀出SPSR
ORRr0,r0,#LOCKOUT ;禁止中斷
STMDBsp!,{r0} ;存儲(chǔ)SPSR到中斷
;BEHT_SWI_Exit
EHT_SWI_Exit
LDMIAsp!,{r0} ;從堆棧中讀出SPSR
MSRSPSR_cf,r0 ;將SPSR放入SPSR_cf
LDMIAsp!,{r0-r2,pc}^ ;寄存器出棧并返回
END
評(píng)論