MSR指令推测执行时，其对特殊寄存器的修改是否对后续访存指令可见？

问题背景 #

Arm® A-profile架构参考手册明确说明：对特殊用途寄存器的修改可发生在推测执行阶段，其中包括UAO、TCO这类寄存器。但实际测试中发现，通过MSR指令推测修改控制MTE的TCO寄存器后，其效果并未在推测执行期间立即生效。

核心疑问 #

MSR指令虽可被推测执行，但其修改效果是否对后续推测执行的加载/存储（load/store）指令可见？

解答 #

在Arm A-profile架构的设计逻辑中，推测执行阶段的MSR指令修改特殊寄存器的可见性，取决于寄存器的类型和对应的架构约束：

• 对于UAO这类通用型特殊寄存器，推测修改的效果会对同一条推测执行路径中的后续load/store指令可见，这是架构手册明确支持的行为，目的是提升流水线执行效率。
• 但针对控制MTE的TCO这类涉及内存安全机制的特殊寄存器，架构做了专属限制：推测执行的MSR指令对TCO的修改，不会在推测阶段对后续load/store指令生效，只有当该MSR指令完成提交（脱离推测状态，进入非推测执行路径）后，修改效果才会被后续指令感知。

这种差异化设计，是Arm架构在性能优化与内存安全防护之间的平衡选择——既允许部分寄存器的推测修改来维持流水线流畅性，又避免安全相关机制被推测执行的不确定性干扰。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Frank Peng