ARMv8是ARM公司发布的第一代支持64位处理的指令集和体系结构。它在扩充64位寄存器的同时提供了对上一代体系结构指令集的兼容，因此它提供了运行32 位和 64位应用程序的环境。

基本概念

arm处理器实现的是精简指令集结构。有如下比较重要的概念

• 处理机（processing elemen PE）：处理器处理事务的过程抽象成处理机
• 执行状态（execution state）：处理器运行所处的环境，包括寄存器的位宽、支持的指令集、异常模型、内存管理以及编程模型等。在armv8中有两个执行状态：AArch64和AArch32。主要的区别在于通用寄存器的个数与位宽，pc寄存器、栈指针、ELR寄存器的位宽，指令集，以及异常模型。学习的重点放在AArch64上。后续笔记没有特别指出的地方统一都指在AArch64状态下。
• ARMv8指令集：针对不同的执行状态提供不同指令集的支持，包括A64、A32、T32。指令集是处理器体系结构设计的重点之一。ARMv8架构中最大的改变是增加了新的64位的指令集，它可以处理64位宽的寄存器和数据并且使用64位的指针来访问内存。需要注意的是A64指令集的指令宽度是32位，而不是64位。

异常等级

AArch64状态的异常等级（exception level）确定了处理器当前运行的特权级别，类似于ARMv7体系结构中的特权等级。

• EL0：用户特权，用于运行普通用户程序
• EL1：系统特权，通常用于操作操作系统内核。如果系统使能了虚拟化扩展，运行虚拟机操作系统内核。
• EL2：运行虚拟化扩展的虚拟机监控器（hypervisor）
• EL3：运行安全世界中的安全监控器（secure monitor）

寄存器

架构中支持31个64位的通用寄存器，分别是X0-X31寄存器。除了用于数据计算和存储之外，通用寄存器还可以在函数的调用过程中起到特殊作用。W表示寄存器低32位的数据。

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处理器状态

架构规定使用PSTATE寄存器来表示当前处理器状态（processor state）。包括条件标志位（N：负数标志位、Z：零标志位、C：进位标志位、V：有符号数溢出标志位）、执行状态控制（SS、IL、nRW：当前执行状态、EL：当前异常等级、SP：选择SP寄存器）、异常掩码标志位（D、A、I、F）、访问权限（PAN、UAO）。

一些特殊的寄存器

• 零寄存器：XZR（64位零寄存器）、WZR（32位零寄存器）
• PC指针寄存器：用来指向当前运行指令的下一条指令的地址，用于控制程序中指令的运行顺序，但是编程人员无法直接访问
• SP寄存器：在每一个异常等级下都有一个专门的SP寄存器。当运行在非EL0下时，可以访问SP_EL0和SP_ELn。
• SPSR寄存器：saved program status register。用于在发生异常时保存PSTATE寄存器的值，并在异常处理完成并返回时，将SPSR寄存器的值恢复到PSTATE寄存器中。
• ELR寄存器：exception linker register。存放异常返回地址。
• CurrentEL寄存器：表示PSTATE寄存器中的EL字段，其中保存了当前异常等级。
• DAIF寄存器：表示PSTATE寄存器中的D、A、I、F字段
• SPSel寄存器：表示PSTATE寄存器中的SP字段，用于在SP_EL0和SP_ELn中选择SP寄存器