第1章　通用处理器架构简介

1.1　综述

本书涉及的处理器架构内容中，绝大部分以ARMv8的64位架构为例。ARM架构从ARMv4指令集开始成熟，之后每个版本都会加入很多新的处理器特性（CPU feature）。ARMv5架构引入了VFP-V2、Jazelle。ARMv6架构引入了Thumb2、TrustZone、SIMD。ARMv7架构引入了VFP-V3/V4、NEON（SIMD扩展）。ARMv8架构引入了64位架构，可以通过一个开关切换到传统的32位架构，并且对之前的大部分处理器特性做了增强。64位平台上的虚拟地址空间也大大增加，避免了在32位架构上很多虚拟地址空间小导致的问题。ARMv8引入了新的异常模式，以应对复杂的运行环境，如日益严重的系统安全问题、虚拟化等。

和ARMv7一样，ARMv8分成A、R、M这3个系列，分别对应大型应用领域、嵌入式领域和微处理器领域，本书只介绍ARMv8-A。ARMv8-A支持AArch32和AArch64两种执行状态（execution state），分别对应32位和64位，本书只介绍AArch64。

AArch64提供了31个64位的通用寄存器，分别是X0～X30。寄存器长度都是64位，所有指令的长度都是32位，其中X30作为函数调用链接寄存器。64位的寄存器有程序计数器（Program Counter，PC）、栈指针（Stack Pointer，SP）寄存器，以及异常链接寄存器（Exception Link Register，ELR）。AArch64提供了32个128位的SIMD寄存器，用于为整数向量运算和浮点运算提供支持。AArch64还定义了4种异常级别EL0～EL3。

除以上基本寄存器之外，ARMv8架构还提供了功能丰富的系统控制寄存器，并且架构的每一次升级都会引入很多新的处理器特性，这些内容将会在其他章节探讨。