无法写入 Qemu-Arm 上的 Arm 协处理器寄存器

Question

我在 qemu-system-arm 上模拟 arm1176jzf-s。因为我正在尝试为 raspberry pi 零开发一个简单的准系统操作系统，为此我正在使用来自 wiki.osdev.org 的引导代码来跳转到 c 代码。在其中，我试图将一些数据写入协处理器寄存器，准确地说是“协处理器控制访问寄存器”。我可以很好地阅读，但当我尝试写作时，价值不会改变。代码是这样的：

    uint32_t dest = 0, tmp = 0;
   /* Read the coprocessor access control register. */
    __asm ("mrc p15, 0, %[dst], c1, c0, 2"
          : [dst] "=r" (dst));

    log_uint(dst, 'h');
    log_uint(dst, 'b');

   /* Enable access for domain control access register.
     Modifies dst to be 0xC0000040. */
    SETBIT(dst, 6);

    log_uint(dst, 'h');
    log_uint(dst, 'b');

    /* Write the changed value. */
    __asm ("mcr p15, 0, %[dst], c1, c0, 2"
          :
          : [dst] "r" (dst));

    /* Read the coprocessor access control register. */
    __asm ("mrc p15, 0, %[tmp], c1, c0, 2"
          : [tmp] "=r" (tmp));

    log_uint(tmp, 'h');
    log_uint(tmp, 'b');

log_uint，使用 uart 打印二进制或十六进制形式的整数。

输出如下：

C0000000
11000000000000000000000000000000
C0000040
11000000000000000000000001000000
C0000000
11000000000000000000000000000000

根据处理器的技术参考手册：您必须在更新协处理器访问控制寄存器后立即执行指令内存屏障 (IMB) 序列。我已经尝试了 Data Synchronization Barrier 操作和 Flush 操作 Prefetch Buffer 的许多组合。但这没有用，所以我不确定如何执行此 IMB 序列，而且我找不到它。

但另一件让我烦恼的事情是，根据处理器手册，协处理器访问控制寄存器必须具有重置值 0x00000000，但我读到 0xC0000000.

在内核中，在这段代码之前，我只是初始化了 uart，没有别的，所以一切都应该是重置值。

Answer 1

这个问题已被来自 osdev subreddit 的 klange 澄清，解释在 comments.

Answer 2

您正在尝试设置对应于协处理器 4 的 CPACR 位。QEMU 的 1176 CPU 中不存在该位，因此它的 CPACR 位是 RAZ/WI。我不确定您要这样做的目的是什么——评论中提到了“域控制访问寄存器”，但是 1176 域访问控制寄存器 (DACR) 在 cp15 中，而不是 cp4 中。如果您正在复制的代码确实需要访问“协处理器 4”，那么您需要修改它以不这样做，因为无论它是什么，QEMU 都不会实现它。

高位中始终为 1 的位严格来说是 QEMU 错误，但它们是无害的——我们正在实施“如果 CPU 没有 Neon，ASEDIS 和 D32DIS 是 RAO或 D16-D31" 适用于所有 v7 内核，但较早的内核如 1176 没有这些字段，这些位实际上应该读为零。

无法写入 Qemu-Arm 上的 Arm 协处理器寄存器

Can't Write to Arm Coprocessor Register on Qemu-Arm

assembly

gcc

arm

qemu

osdev