ARM处理器如何判断何时从SPSR恢复CPSR？ARMv4T模拟疑问

• 核心逻辑：ARM7TDMI并不是“写PC就自动恢复CPSR”，而是仅当执行特定指令时才会同步恢复CPSR——这类指令是带S后缀的数据处理指令，目标寄存器为PC（R15），且操作的是当前异常模式下的R14寄存器。

• 异常发生时的硬件准备：
  当触发异常（比如未定义指令、IRQ）时，硬件会自动完成两个操作：

  1. 将当前CPSR的内容复制到对应异常模式的SPSR（比如SPSR_UND、SPSR_IRQ）；
  2. 将调整后的返回地址（根据异常类型，比如未定义异常是当前PC+4）存入该模式的R14（比如R14_UND、R14_IRQ）。

• 异常返回指令的特殊行为：
  当执行类似MOVS PC, R14_UND或SUBS PC, R14_IRQ, #4这类指令时，处理器会同时执行两个动作：

  1. 将R14中的返回地址写入PC，实现跳转；
  2. 将当前异常模式的SPSR值复制回CPSR，恢复异常发生前的处理器状态（包括Thumb模式位T，因此不会出现PC解析错误的问题）。

• 处理器的判断依据：
  硬件通过指令编码和当前运行模式来判断是否触发同步恢复：

  1. 指令编码中S位为1（表示带状态更新）；
  2. 目标寄存器Rd为15（即PC）；
  3. 当前处于异常模式（此时才有对应的SPSR可恢复）；
  4. 源寄存器是当前模式的R14。
     这些判断都是硬件译码时直接完成的，效率极高，不需要对比PC值。

• 子程序调用不受影响的原因：
  普通子程序调用（比如BL）返回时，用的是不带S后缀的指令（如MOV PC, R14）或分支指令（如BX R14），这些指令不满足上述条件，因此只会更新PC，不会触发CPSR的恢复操作，完全正常工作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Papierkorb2292