Armv9 system register class空间编码

1. 前言

Armv9 system register的编码空间由一组参数标识：{op0, op1, CRn, CRm, op2}，它们形成了一个编码层次结构，其中：

• op0：定义编码空间的最高类别划分。
• op1：定义了可以访问这个编码空间的最低Exception level。具体如下：
  • Accessible at EL0：op1的值为3
  • Accessible at EL1：op1的值为0,1,2
  • Accessible at Secure EL1：op1的值为7
  • Accessible at EL2：op1的值为4,5。其中5是用于在VHE实现和HCR_EL2.E2H为1情况下，EL12编码访问EL1 system registers的。
  • Accessible at EL3：op1的值为6

ARM架构里预留了一些IMPLEMENTATION DEFINE的空间，它强烈建立这段空间的op1的值也要符合上述约定。

系统指令类的编码空间里的每条instruction有以下任意特性：

• 转移到system register：这种system instruction具有写的特性；
• 从system register转移。这种system instruction具有读的特性；

执行system instruction就像是对寄存器进行传输一样。

2. op0分类

在AArch64指令集中，system instruction class对{op0, op1, CRn, CRm, op2}的编码结构为：

 op0域提供了system instruction类型的最顶层编码分类，它的值有：

• 0b00 These encodings provide:
  • Instructions with an immediate field for accessing PSTATE, the current PE state.
  • The architectural hint instructions.
  • Barriers and the CLREX instruction.
• 0b01 These encodings provide:
  • Cache maintenance instructions.
  • TLB maintenance instructions.
  • Address translation instructions.
  • Prediction restriction instructions.
  • BRBE instructions.
• 0b10 These encodings provide moves to and from:
  • Legacy AArch32 System registers for execution environments, to provide access to these registers from higher Exception levels that are using AArch64.
  • Debug and trace registers.
• 0b11 These encodings provide:
  • Moves to and from Non-debug System registers. The accessed registers provide system control, and system status information.
  • Access to Special-purpose registers.

记忆原则就是43522，4是op1的类别，3522分别对应op1为0,1,,2,3的类别。

 

3. op0之下的分类

在上面我们看到系统寄存器的分类取决于{op0, op1, CRn, CRm, op2}参数。op0决定大类，在之下的根据op1,op2,CRn,CRm还可以继续细分有： 

上述是总体小类别划分的总结。

op0 == 0b00

 

op0 == 0b01

 

op0 == 0b10

 

op0 == 0b11