ARMv8/A64指令集详解：入门与基础

"04-A64指令集介绍(一).pdf" 本文档详细介绍了ARM架构的A64指令集，这是ARMv8和ARMv9处理器的基础。A64指令集是为64位AArch64架构设计的，与32位的AArch32模式相区分。在Linux内核中，它被称作aarch64体系。文档首先概述了ARM的历史发展和指令系统架构（ISA）的概念。 在AArch64的指令集架构中，重点介绍了寄存器的设计。A64指令集具有丰富的寄存器资源，这些寄存器在执行各种操作时起着核心作用。文档中提到了不同类型的跳转指令，包括条件跳转和无条件跳转。条件跳转指令有5种：b、cbz、cbnz、tbz和tbnz，它们根据特定条件来决定是否执行跳转。无条件跳转指令则包括b和bl，用于直接跳转到指定的标签或函数。此外，还有3种无条件跳转到寄存器的指令：br、blr和ret，它们通常用于函数调用和返回。 异常处理是系统级编程的重要部分。文档列举了异常产生指令，如brk、hlt、svc、hvc和smc，以及一个异常返回指令eret，用于处理中断和异常情况。在调试相关指令中，dcps1、dcps2、dcps3和drps允许对系统进行控制和状态查询。 系统访问指令分为两部分：系统寄存器访问指令mrs和msr，以及系统操作指令sys、sysl、ic、dc、at和tlbi。这些指令用于操作系统级别的资源，如访问和修改系统寄存器，以及执行缓存操作和内存管理。 文档还讨论了PC（程序计数器）相对寻址，这在构建指令时非常关键。通过使用如ADR、ADRP等指令，可以实现基于当前PC值的地址计算。 除此之外，A64指令集还包括一系列其他指令，例如暗示指令（如nop、yield、wfe、wfi等），用于性能优化和低功耗管理；Barriers指令（如clrex、dmb、dsb、isb）用于内存同步和数据一致性；以及指针认证指令，确保内存访问的安全性。 在内存访问方面，文档列出了基本的加载（ldr）和存储（str）指令，这些指令用于读写内存中的数据。同时，还包括了数据操作指令，如乘法指令、浮点运算指令和SIMD（单指令多数据）指令，它们提升了处理大量数据的效率。文档特别提到了SVE（Scalable Vector Extensions）指令集，这是ARM提供的一种高级向量处理技术，增强了处理器处理并行数据的能力。 最后，文档还涵盖了基础指令和SIMD&FP（浮点）指令的概览，展示了A64指令集的全面性和灵活性，使其在高性能计算和移动设备领域广泛应用。