ARM汇编编程（AArch64架构）课程 - 第1章：AArch64架构基础

目录

• • [1. 寄存器组](#1. 寄存器组)
  • • 通用寄存器
    • 特殊寄存器
  • [2. 执行状态与异常级别](#2. 执行状态与异常级别)
  • • [AArch64 vs AArch32](#AArch64 vs AArch32)
    • 异常级别（EL）
    • 关键转换机制

1. 寄存器组

通用寄存器

寄存器	位宽	用途说明
X0-X7	64位	函数参数传递/返回值
X8	64位	间接结果寄存器
X9-X15	64位	临时寄存器
X16-X17	64位	平台保留（IP0/IP1）
X18	64位	平台保留寄存器
X19-X28	64位	被调用者保存寄存器
X29	64位	帧指针（FP）
X30	64位	链接寄存器（LR）
SP	64位	栈指针
PC	64位	程序计数器（不可直接访问）

特殊寄存器

• PSTATE ：处理器状态寄存器（组合寄存器）
  • NZCV：条件标志位（Negative/Zero/Carry/oVerflow）
  • DAIF：中断屏蔽位
  • CurrentEL：当前异常级别
  • SPSel：栈指针选择（SP_EL0/SP_ELx）

2. 执行状态与异常级别

AArch64 vs AArch32

特性	AArch64	AArch32
寄存器	31个64位通用寄存器	16个32位通用寄存器
指令集	A64	A32/T32（Thumb）
地址空间	64位虚拟地址	32位虚拟地址
异常模型	4个异常级别（EL0-EL3）	特权模式+监控模式
SIMD	128位NEON寄存器	64/128位NEON寄存器

异常级别（EL）

级别	名称	典型用途
EL0	用户模式	应用程序执行
EL1	操作系统内核	Linux/Windows内核
EL2	虚拟机监控器	Hypervisor（如KVM）
EL3	安全监控器	TrustZone安全世界切换

关键转换机制

• Interprocessing ：AArch64与AArch32状态切换

  • 通过ERET指令和异常级别改变触发
  • 由系统寄存器SCTLR_ELx控制

• 异常级别切换 ：

  // 从EL1切换到EL0示例
  MSR     SP_EL0, X0      ; 设置EL0栈指针
  MOV     X0, #0x3C5      ; DAIF=0 (启用中断)
  MSR     SPSR_EL1, X0    ; 设置返回状态
  ADR     X0, target_el0  ; 目标地址
  MSR     ELR_EL1, X0     ; 设置返回地址
  ERET                    ; 执行切换