对 arm64 中的堆栈指针感到困惑，当内核在 EL2 中为 运行 时，sp 与 SP_EL2 寄存器不同
confused about stack pointer in arm64, sp is not same as SP_EL2 register when kernel is running at EL2
在虚拟机上调试linux 启动时，我发现堆栈指针寄存器很奇怪。我在 start_kernel 函数的早期处于 printk 例程中。 （串口未连接，此时数据只是写入log buffer）。
当我在函数 vsnprintf (linux-5.4.21) 中，当我检查堆栈指针时，它是这样的（这是在 arm64 虚拟机中看到的 运行在 qemu 上）。
(gdb) info reg sp
sp 0xffffffc0105d3bf0 0xffffffc0105d3bf0
(gdb) info reg SP_EL2
SP_EL2 0x407cd70 67620208
(gdb) info reg SP_EL1
SP_EL1 0x0 0
(gdb) info reg SP_EL0
SP_EL0 0xffffffc0105d9f00 -274603335936
在我的例子中，内核以 EL2 运行，所以我认为 sp 值将等于 SP_EL2，但事实并非如此。相反，SP_EL2 仍然设置为 u-boot 程序设置的物理地址（u-boot 程序 运行 在 0x4000000 ~ 范围内， linux 内核是运行 在 0x80000000 ~ 范围内，只有 8MB）。
我知道 PS_EL0 包含 init_task 当内核在 EL2 为 运行 时的地址。但是为什么 SP_EL2 没有被使用，这个真正的 sp 值是什么，它在我执行函数调用时递减？
添加：我检查过 SPSel 寄存器设置为 1。所以 SP_EL2 被使用。所以我的问题是：为什么 SP_EL2 没有被使用？实际使用的 sp 寄存器是什么？
保存与 EL2 关联的堆栈指针。在 EL2 执行时，SPSel 的值。 SP确定当前栈指针：
这只是 QEMU 将 SP_ELx 系统寄存器显示到 gdbstub 中的一个小错误：您应该忽略来宾当前所处异常级别的 SP_ELx 值，并查看改为普通的 sp 寄存器。
该错误的原因是在体系结构上，如果您在来宾 CPU 上编写代码 运行，则您无法访问 SP_ELx 系统寄存器以获得等于的异常级别或高于您 运行 所在的位置。所以 EL2 代码本身不能读取 SP_EL2——只有 EL3 可以使用 SP_EL2 系统寄存器。 EL2 代码可以查看自己的堆栈指针的唯一方法是使用 SP。 QEMU 利用这一点来避免必须做额外的工作来确保与当前 SP 相同的 SP_ELx 系统寄存器值与真实 SP 寄存器同步。但是 gdbstub 访问器让你作为 gdb 用户读取系统寄存器，当前 运行 代码无法访问。大多数情况下都可以正常工作，但偶尔您会得到无意义的结果，例如这个。
在虚拟机上调试linux 启动时，我发现堆栈指针寄存器很奇怪。我在 start_kernel 函数的早期处于 printk 例程中。 （串口未连接，此时数据只是写入log buffer）。
当我在函数 vsnprintf (linux-5.4.21) 中，当我检查堆栈指针时，它是这样的（这是在 arm64 虚拟机中看到的 运行在 qemu 上）。
(gdb) info reg sp
sp 0xffffffc0105d3bf0 0xffffffc0105d3bf0
(gdb) info reg SP_EL2
SP_EL2 0x407cd70 67620208
(gdb) info reg SP_EL1
SP_EL1 0x0 0
(gdb) info reg SP_EL0
SP_EL0 0xffffffc0105d9f00 -274603335936
在我的例子中，内核以 EL2 运行，所以我认为 sp 值将等于 SP_EL2，但事实并非如此。相反，SP_EL2 仍然设置为 u-boot 程序设置的物理地址（u-boot 程序 运行 在 0x4000000 ~ 范围内， linux 内核是运行 在 0x80000000 ~ 范围内，只有 8MB）。
我知道 PS_EL0 包含 init_task 当内核在 EL2 为 运行 时的地址。但是为什么 SP_EL2 没有被使用，这个真正的 sp 值是什么，它在我执行函数调用时递减？
添加：我检查过 SPSel 寄存器设置为 1。所以 SP_EL2 被使用。所以我的问题是：为什么 SP_EL2 没有被使用？实际使用的 sp 寄存器是什么？
保存与 EL2 关联的堆栈指针。在 EL2 执行时，SPSel 的值。 SP确定当前栈指针：
这只是 QEMU 将 SP_ELx 系统寄存器显示到 gdbstub 中的一个小错误：您应该忽略来宾当前所处异常级别的 SP_ELx 值，并查看改为普通的 sp 寄存器。
该错误的原因是在体系结构上，如果您在来宾 CPU 上编写代码 运行，则您无法访问 SP_ELx 系统寄存器以获得等于的异常级别或高于您 运行 所在的位置。所以 EL2 代码本身不能读取 SP_EL2——只有 EL3 可以使用 SP_EL2 系统寄存器。 EL2 代码可以查看自己的堆栈指针的唯一方法是使用 SP。 QEMU 利用这一点来避免必须做额外的工作来确保与当前 SP 相同的 SP_ELx 系统寄存器值与真实 SP 寄存器同步。但是 gdbstub 访问器让你作为 gdb 用户读取系统寄存器，当前 运行 代码无法访问。大多数情况下都可以正常工作，但偶尔您会得到无意义的结果，例如这个。