ARM V8 特殊寄存器之SPSR、ELR和SP

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ELR (exception link register) 保存exception返回地址;
SPSR (saved processor state register) 执行exception前保存当前的processor state

PSTATE

在ARMv8架构中，使用PSTATE用来描述当前处理器的状态信息。PSTATE不是一个寄存器，它表示的是保存当前 process 状态信息的一组寄存器或者一些标志位信息的统称，它包含以下状态：

type ProcState is ( bits (1) N, // Negative condition flag bits (1) Z, // Zero condition flag bits (1) C, // Carry condition flag bits (1) V, // Overflow condition flag bits (1) D, // Debug mask bit [AArch64 only] bits (1) A, // SError interrupt mask bit bits (1) I, // IRQ mask bit bits (1) F, // FIQ mask bit bits (1) PAN, // Privileged Access Never Bit [v8.1] bits (1) UAO, // User Access Override [v8.2] bits (1) DIT, // Data Independent Timing [v8.4] bits (1) TCO, // Tag Check Override [v8.5, AArch64 only] bits (2) BTYPE, // Branch Type [v8.5] bits (1) ZA, // Accumulation array enabled [SME] bits (1) SM, // Streaming SVE mode enabled [SME] bits (1) ALLINT, // Interrupt mask bit bits (1) SS, // Software step bit bits (1) IL, // Illegal Execution state bit bits (2) EL, // Exception level bits (1) nRW, // not Register Width: 0=64, 1=32 bits (1) SP, // Stack pointer select: 0=SP0, 1=SPx [AArch64 only] bits (1) SSBS, // Speculative Store Bypass Safe ) 

这些状态在异常时会存入对应的SPSR_ELn寄存器中。SPSR_EL1 寄存器 保存 异常切换目标等级为 EL1 的 ，程序切换前的状态。相应的，SPSR_EL2 SPSR_EL3 保存，异常切换目标等级位 EL2 EL3 的，程序切换前的状态。

在异常发生前，程序可能在 32 位模式 或者 64 位模式。 通过 SPSR_EL1n 的 bit[4] 来确定， bit[4] == 1， 则异常发生前，程序是 32 位模式， bit[4]==0，则异常发生前，程序是 64位模式。根据 bit[4] 为 0 或 1 的不同， SPSR_ELn 的其他 字段也有差异。

异常发生前处于AArch64状态时

异常发生前处于AArch32状态时

PSTATE读写方式

由于SPSR_ELn不能直接读取，要读写异常发生的状态，需要读写专用寄存器。
下面这些字段 可以使用 MSR 指令直接读写
PSTATE.{D, A, I, F, SP, PAN, UAO, SSBS, TCO}
对应的寄存器如下图，其读写可以使用MRS和MSR指令

NZCV

MRS <Xt>, NZCV #读寄存器 MSR NZCV, <Xt> #写寄存器 

DAIF

MRS <Xt>, DAIF #读寄存器 MSR DAIF, <Xt> #写寄存器 

CurrentEL

MRS <Xt>, CurrentEL 

SPSel

MRS <Xt>, SPSel MSR SPSel, <Xt> 

PAN

MRS <Xt>, PAN MSR PAN, <Xt> 

UAO

MRS <Xt>, UAO MSR UAO, <Xt> 

DIT

MRS <Xt>, DIT MSR DIT, <Xt>