news 2026/5/1 5:11:49

【Armv8-A】复位

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张小明

前端开发工程师

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【Armv8-A】复位

Armv8-A架构支持两种复位模式:

  • Cold Reset(冷复位):复位处理器执行所依赖的所有逻辑
  • Warm Reset(热复位):复位处理器执行所依赖的部分逻辑

所有在热复位(Warm reset)中会被复位的逻辑,在冷复位(Cold reset)中也同样会被复位

RMR_ELx寄存器(复位管理寄存器):

  • RMR_ELx.RR位:写1去请求一个Warm Reset
  • RMR_ELx.AA64位:EL1处于AArch32状态,且发生Warm Rest时,PE跳转到哪个执行状态
    • 0b0:跳转到AArch32
    • 0b1:跳转到AArch64

这些复位(指冷复位和热复位)的触发机制(除RMR_ELx.RR之外)由具体实现定义。以下方面也由具体实现定义:

  • 是否能够独立触发外部调试复位与冷复位
  • 除使用RMR_ELx.RR之外,是否能够触发热复位(而不是触发冷复位)
重点发生复位(Cold/Warm)时,处理器(PE)会进入已实现的最高异常等级
如果PE的最高可进入的异常等级能使用任一执行状态(AArch64或AArch32),则:
  • 该PE必须包含一个复位管理寄存器(RMR)。如果仅有一个RMR。则该RMR是与最高异常级别相关联的那个RMR
  • 发生冷复位时,进入的执行状态由配置输入信号决定
  • 发生热复位时,进入的执行状态由RMR_ELx.AA64位决定

如果PE的最高可进入的异常等级被配置为使用AArch64状态,则在复位时:

  • PE会进入以实现的最高异常等级,因此使用的SP也是对应最高异常等级的SP_ELx寄存器
  • 从最高实现异常级别关联的复位向量基地址寄存器(RVBAR_EL1、RVBAR_EL2或RVBAR_EL3)中保存的地址的物理地址开始重新执行

复位之后的第一时刻,处理器(PE)的大部分状态是未知的。然而,部分处理器状态是有定义的。如果处理器通过冷复位或热复位进入AArch64状态,则有定义的处理器状态如下:

  • 每个PSTATE.{D, A, I, F}中断掩码位都被设置为1
  • 软件步进控制位PSTATE.SS被设置为0
  • IL进程状态位PSTATE.IL被设置为0
  • 所有通用寄存器、SIMD和浮点寄存器的状态是未知的
  • 每个异常等级的ELR(异常链接寄存器)和SPSR(保存的程序状态寄存器)是未知的
  • 每个异常等级的栈指针寄存器的状态是未知的
  • 处理器的全局互斥监视器和本地互斥监视器的状态是未知的
  • TLB(转址旁路缓存)和高速缓存处于实现定义的状态。这意味着在启用内存管理系统或允许对可缓存(Cacheable)的普通内存进行访问之前,可能需要使用实现定义的无效化序列来对TLB、高速缓存或两者进行无效化操作
  • 在最高实现异常等级的SCTLR_ELx寄存器中:
    • 每个{M, C, I}位都被设置为0
    • EE位被设置为一个实现定义的值,通常由配置输入信号决定
  • 如果实现了RMR(复位管理寄存器),则最高实现的异常等级的RMR_ELx.RR位被设置为0
  • 计数器事件流的使能位被设置为0。这意味着以下位被设置为0:
    • CNTKCTL_EL1.EVNTEN位
    • 如果实现中包含EL2,则CNTHCTL_EL2.EVNTEN位也被设置为0
  • PMCR_EL0.E位被设置为0
  • OSDLR_EL1.DLK位被设置为0
  • MDCCINT_EL1.{TX, RX}的每一位都被设置为0
  • EDPRCR.CWRR被设置为0
  • EDPRSR.SR被设置为1
  • 如果实现中包含EL3,则MDCR_EL3.{EPMAD, EDAD, SPME}的每一位都被设置为0
  • 如果实现中包含EL2,则MDCR_EL2.HPMN被设置为PMCR_EL0.N的值
  • EDESR.OSUC被设置为0
  • 如果未实现ARMv8.3-DoPD功能,则EDESR.SS被设置为EDECR.SS的值
  • 如果实现了ARMv8.3-DoPD功能,则EDESR.RC被设置为CTIDEVCTL.RCE的值;否则,EDESR.RC被设置为EDECR.RCE的值
  • 除非在本小节中明确定义,否则每个异常等级下的每个系统寄存器都处于架构定义的未知状态

此外,对于进入AArch64状态的冷复位

  • 如果实现了RMR(复位管理寄存器),则最高实现的异常等级的RMR_ELx.AA64位被设置为1
  • MDCCSR_EL0.{TXfull, RXfull}的每一位都被设置为0
  • 如果未实现ARMv8.3-DoPD功能,则DBGPRCR_EL1.CORENPRDRQ被设置为EDPRCR.COREPURQ的值
  • 调试CLAIM位被复位为0
  • EDSCR.{RXO, TXU, INTdis, TDA, MA, HDE, ERR, RXfull, TXfull}的每一位都被设置为0
  • EDECCR.{NSE, SE}的每一位都被设置为0
  • 如果实现了ARMv8.3-DoPD功能,则EDECR.SS被设置为0
  • OSLSR_EL1.OSLK位被设置为1
  • 在EDPRSR寄存器中:
    • SPMAD和SDAD字段被设置为0
    • SPD字段被设置为1
  • AMCNTENCLR0_EL0、AMCNTENCLR1_EL0、AMCNTENSET0_EL0和AMCNTENSET1_EL0的每个字段都被设置为0
  • 每个已实现的架构化活动监控计数器AMEVCNTR0<n>_EL0和每个已实现的辅助活动监控计数器AMEVCNTR1<n>_EL0都被设置为0
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