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Original:ARM64 ELF hwcaps

Translator: Bailu Lin <bailu.lin@vivo.com>

ARM64 ELF hwcaps

这篇文档描述了 arm64 ELF hwcaps 的用法和语义。

1. 简介

有些硬件或软件功能仅在某些 CPU 实现上和/或在具体某个内核配置上可用,但 对于处于 EL0 的用户空间代码没有可用的架构发现机制。内核通过在辅助向量表 公开一组称为 hwcaps 的标志而把这些功能暴露给用户空间。

用户空间软件可以通过获取辅助向量的 AT_HWCAP 或 AT_HWCAP2 条目来测试功能, 并测试是否设置了相关标志,例如:

bool floating_point_is_present(void)
{
        unsigned long hwcaps = getauxval(AT_HWCAP);
        if (hwcaps & HWCAP_FP)
                return true;

        return false;
}

如果软件依赖于 hwcap 描述的功能,在尝试使用该功能前则应检查相关的 hwcap 标志以验证该功能是否存在。

不能通过其他方式探查这些功能。当一个功能不可用时,尝试使用它可能导致不可 预测的行为,并且无法保证能确切的知道该功能不可用,例如 SIGILL。

2. Hwcaps 的说明

大多数 hwcaps 旨在说明通过架构 ID 寄存器(处于 EL0 的用户空间代码无法访问) 描述的功能的存在。这些 hwcap 通过 ID 寄存器字段定义,并且应根据 ARM 体系 结构参考手册(ARM ARM)中定义的字段来解释说明。

这些 hwcaps 以下面的形式描述:

idreg.field == val 表示有某个功能。

当 idreg.field 中有 val 时,hwcaps 表示 ARM ARM 定义的功能是有效的,但是 并不是说要完全和 val 相等,也不是说 idreg.field 描述的其他功能就是缺失的。

其他 hwcaps 可能表明无法仅由 ID 寄存器描述的功能的存在。这些 hwcaps 可能 没有被 ID 寄存器描述,需要参考其他文档。

3. AT_HWCAP 中揭示的 hwcaps

HWCAP_FP
ID_AA64PFR0_EL1.FP == 0b0000 表示有此功能。
HWCAP_ASIMD
ID_AA64PFR0_EL1.AdvSIMD == 0b0000 表示有此功能。
HWCAP_EVTSTRM
通用计时器频率配置为大约100KHz以生成事件。
HWCAP_AES
ID_AA64ISAR0_EL1.AES == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_PMULL
ID_AA64ISAR0_EL1.AES == 0b0010 表示有此功能。
HWCAP_SHA1
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA1 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SHA2
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA2 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_CRC32
ID_AA64ISAR0_EL1.CRC32 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_ATOMICS
ID_AA64ISAR0_EL1.Atomic == 0b0010 表示有此功能。
HWCAP_FPHP
ID_AA64PFR0_EL1.FP == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_ASIMDHP
ID_AA64PFR0_EL1.AdvSIMD == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_CPUID

根据 ARM64 CPU Feature Registers 描述,EL0 可以访问 某些 ID 寄存器。

这些 ID 寄存器可能表示功能的可用性。

HWCAP_ASIMDRDM
ID_AA64ISAR0_EL1.RDM == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_JSCVT
ID_AA64ISAR1_EL1.JSCVT == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_FCMA
ID_AA64ISAR1_EL1.FCMA == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_LRCPC
ID_AA64ISAR1_EL1.LRCPC == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_DCPOP
ID_AA64ISAR1_EL1.DPB == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SHA3
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA3 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SM3
ID_AA64ISAR0_EL1.SM3 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SM4
ID_AA64ISAR0_EL1.SM4 == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_ASIMDDP
ID_AA64ISAR0_EL1.DP == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SHA512
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA2 == 0b0010 表示有此功能。
HWCAP_SVE
ID_AA64PFR0_EL1.SVE == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_ASIMDFHM
ID_AA64ISAR0_EL1.FHM == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_DIT
ID_AA64PFR0_EL1.DIT == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_USCAT
ID_AA64MMFR2_EL1.AT == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_ILRCPC
ID_AA64ISAR1_EL1.LRCPC == 0b0010 表示有此功能。
HWCAP_FLAGM
ID_AA64ISAR0_EL1.TS == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_SSBS
ID_AA64PFR1_EL1.SSBS == 0b0010 表示有此功能。
HWCAP_SB
ID_AA64ISAR1_EL1.SB == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_PACA
Pointer authentication in AArch64 Linux 所描述, ID_AA64ISAR1_EL1.APA == 0b0001 或 ID_AA64ISAR1_EL1.API == 0b0001 表示有此功能。
HWCAP_PACG
Pointer authentication in AArch64 Linux 所描述, ID_AA64ISAR1_EL1.GPA == 0b0001 或 ID_AA64ISAR1_EL1.GPI == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_DCPODP

ID_AA64ISAR1_EL1.DPB == 0b0010 表示有此功能。

HWCAP2_SVE2

ID_AA64ZFR0_EL1.SVEVer == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEAES

ID_AA64ZFR0_EL1.AES == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEPMULL

ID_AA64ZFR0_EL1.AES == 0b0010 表示有此功能。

HWCAP2_SVEBITPERM

ID_AA64ZFR0_EL1.BitPerm == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVESHA3

ID_AA64ZFR0_EL1.SHA3 == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVESM4

ID_AA64ZFR0_EL1.SM4 == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_FLAGM2

ID_AA64ISAR0_EL1.TS == 0b0010 表示有此功能。

HWCAP2_FRINT

ID_AA64ISAR1_EL1.FRINTTS == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEI8MM

ID_AA64ZFR0_EL1.I8MM == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEF32MM

ID_AA64ZFR0_EL1.F32MM == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEF64MM

ID_AA64ZFR0_EL1.F64MM == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_SVEBF16

ID_AA64ZFR0_EL1.BF16 == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_I8MM

ID_AA64ISAR1_EL1.I8MM == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_BF16

ID_AA64ISAR1_EL1.BF16 == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_DGH

ID_AA64ISAR1_EL1.DGH == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_RNG

ID_AA64ISAR0_EL1.RNDR == 0b0001 表示有此功能。

HWCAP2_BTI

ID_AA64PFR0_EL1.BT == 0b0001 表示有此功能。

4. 未使用的 AT_HWCAP 位

为了与用户空间交互,内核保证 AT_HWCAP 的第62、63位将始终返回0。