MIPS处理器的协处理器0控制详解

"See MIPS Run第三章主要介绍了MIPS处理器中的协处理器0，即CP0，它是MIPS CPU用于实现特殊功能，如配置、高速缓存控制、异常/中断处理、存储管理单元控制以及各种其他杂项功能的核心部件。CP0提供了对处理器灵活性的控制，包括选择CPU特性、管理高速缓存、处理中断和异常，并控制存储管理。此外，章节还提到了MIPS对协处理器术语的特殊使用，其中CP0作为系统控制协处理器，执行标准指令集之外的任务。" 在MIPS架构中，协处理器0（CP0）扮演着至关重要的角色。它不仅负责处理器的配置，使得硬件可以根据需求进行灵活调整，如选择大尾端/小尾端模式，还可以控制系统的不同接口工作方式。这些功能通常是通过内部寄存器来实现和访问的。 对于高速缓存控制，MIPS CPU通常内置了高速缓存控制器，甚至早期的型号也有高速缓存相关的状态寄存器。从R4000开始，CP0提供专门的指令来精细操作高速缓存，这是在第四章详细讨论的内容。 异常和中断控制是CP0的另一个关键职责。它定义了如何处理中断和异常事件，并通过CP0的控制寄存器和特定指令来管理和响应这些情况，这部分内容将在第五章深入探讨。 第六章将涉及存储管理单元的控制，这是CPU进行内存保护、虚拟内存管理和地址转换的关键部分。 除此之外，CP0还处理一些杂项功能，如时钟管理、事件计数器和奇偶校验错误检测。当这些功能无法轻易作为外部设备访问时，它们会被集成到CPU内部并通过CP0进行控制。 MIPS架构中的"协处理器"概念与众不同。通常，协处理器指的是可选的处理器组件，负责处理指令集的特定扩展。在MIPS中，标准指令集虽然简洁，但预留了4个协处理器操作码和相应的指令空间。协处理器1常用于浮点运算，而协处理器0（CP0）则作为系统控制协处理器，处理超出标准指令集范围的操作，是MIPS处理器不可或缺的一部分。