ARM64 ELF 硬件能力¶
本文档描述了 arm64 ELF 硬件能力的使用和语义。
1. 简介¶
某些硬件或软件功能仅在某些 CPU 实现上可用，或者仅在某些内核配置下可用，但在 EL0 处没有架构化的发现机制可供用户空间代码使用。内核通过一组称为硬件能力的标志，在辅助向量中公开这些功能的存在。
用户空间软件可以通过获取辅助向量的 AT_HWCAP、AT_HWCAP2 或 AT_HWCAP3 条目，并测试是否设置了相关标志来测试功能，例如：
bool floating_point_is_present(void)
{
unsigned long hwcaps = getauxval(AT_HWCAP);
if (hwcaps & HWCAP_FP)
return true;
return false;
}
如果软件依赖于硬件能力描述的功能，则应检查相关的硬件能力标志，以验证该功能是否存在，然后再尝试使用该功能。
无法通过其他方式可靠地探测功能。当某个功能不可用时，尝试使用它可能会导致不可预测的行为，并且不能保证会产生任何可靠的指示，例如 SIGILL，来表明该功能不可用。
2. 硬件能力的解释¶
大多数硬件能力旨在指示 EL0 处的用户空间代码无法访问的架构化 ID 寄存器描述的功能的存在。这些硬件能力根据 ID 寄存器字段定义，应参考 ARM 架构参考手册 (ARM ARM) 中这些字段的定义进行解释。
此类硬件能力在下面以以下形式描述
Functionality implied by idreg.field == val.
此类硬件能力表示 ARM ARM 定义的当 idreg.field 的值为 val 时存在的功能的可用性，但不表示 idreg.field 精确等于 val，也不表示 idreg.field 的其他值所暗示的功能不存在。
其他硬件能力可能表示无法仅通过 ID 寄存器描述的功能的存在。这些可能在不参考 ID 寄存器的情况下进行描述，并且可能参考其他文档。
3. AT_HWCAP 中公开的硬件能力¶
- HWCAP_FP
ID_AA64PFR0_EL1.FP == 0b0000 所暗示的功能。
- HWCAP_ASIMD
ID_AA64PFR0_EL1.AdvSIMD == 0b0000 所暗示的功能。
- HWCAP_EVTSTRM
通用定时器配置为以大约 10KHz 的频率生成事件。
- HWCAP_AES
ID_AA64ISAR0_EL1.AES == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_PMULL
ID_AA64ISAR0_EL1.AES == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP_SHA1
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA1 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SHA2
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA2 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_CRC32
ID_AA64ISAR0_EL1.CRC32 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_ATOMICS
ID_AA64ISAR0_EL1.Atomic == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP_FPHP
ID_AA64PFR0_EL1.FP == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_ASIMDHP
ID_AA64PFR0_EL1.AdvSIMD == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_CPUID
EL0 可以访问某些 ID 寄存器，访问程度由 ARM64 CPU 功能寄存器 描述。
这些 ID 寄存器可能暗示功能的可用性。
- HWCAP_ASIMDRDM
ID_AA64ISAR0_EL1.RDM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_JSCVT
ID_AA64ISAR1_EL1.JSCVT == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_FCMA
ID_AA64ISAR1_EL1.FCMA == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_LRCPC
ID_AA64ISAR1_EL1.LRCPC == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_DCPOP
ID_AA64ISAR1_EL1.DPB == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SHA3
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA3 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SM3
ID_AA64ISAR0_EL1.SM3 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SM4
ID_AA64ISAR0_EL1.SM4 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_ASIMDDP
ID_AA64ISAR0_EL1.DP == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SHA512
ID_AA64ISAR0_EL1.SHA2 == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP_SVE
ID_AA64PFR0_EL1.SVE == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_ASIMDFHM
ID_AA64ISAR0_EL1.FHM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_DIT
ID_AA64PFR0_EL1.DIT == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_USCAT
ID_AA64MMFR2_EL1.AT == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_ILRCPC
ID_AA64ISAR1_EL1.LRCPC == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP_FLAGM
ID_AA64ISAR0_EL1.TS == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_SSBS
ID_AA64PFR1_EL1.SSBS == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP_SB
ID_AA64ISAR1_EL1.SB == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP_PACA
ID_AA64ISAR1_EL1.APA == 0b0001 或 ID_AA64ISAR1_EL1.API == 0b0001 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 中的指针身份验证 所述。
- HWCAP_PACG
ID_AA64ISAR1_EL1.GPA == 0b0001 或 ID_AA64ISAR1_EL1.GPI == 0b0001 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 中的指针身份验证 所述。
- HWCAP_GCS
ID_AA64PFR1_EL1.GCS == 0b1 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 的受保护控制堆栈支持 所述。
- HWCAP2_DCPODP
ID_AA64ISAR1_EL1.DPB == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVE2
ID_AA64ZFR0_EL1.SVEver == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEAES
ID_AA64ZFR0_EL1.AES == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEPMULL
ID_AA64ZFR0_EL1.AES == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEBITPERM
ID_AA64ZFR0_EL1.BitPerm == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVESHA3
ID_AA64ZFR0_EL1.SHA3 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVESM4
ID_AA64ZFR0_EL1.SM4 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_FLAGM2
ID_AA64ISAR0_EL1.TS == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_FRINT
ID_AA64ISAR1_EL1.FRINTTS == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEI8MM
ID_AA64ZFR0_EL1.I8MM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEF32MM
ID_AA64ZFR0_EL1.F32MM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEF64MM
ID_AA64ZFR0_EL1.F64MM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVEBF16
ID_AA64ZFR0_EL1.BF16 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_I8MM
ID_AA64ISAR1_EL1.I8MM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_BF16
ID_AA64ISAR1_EL1.BF16 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_DGH
ID_AA64ISAR1_EL1.DGH == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_RNG
ID_AA64ISAR0_EL1.RNDR == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_BTI
ID_AA64PFR1_EL1.BT == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_MTE
ID_AA64PFR1_EL1.MTE == 0b0010 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 中的内存标记扩展 (MTE) 所述。
- HWCAP2_ECV
ID_AA64MMFR0_EL1.ECV == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_AFP
ID_AA64MMFR1_EL1.AFP == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_RPRES
ID_AA64ISAR2_EL1.RPRES == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_MTE3
ID_AA64PFR1_EL1.MTE == 0b0011 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 中的内存标记扩展 (MTE) 所述。
- HWCAP2_SME
ID_AA64PFR1_EL1.SME == 0b0001 所暗示的功能，如 AArch64 Linux 的可扩展矩阵扩展支持 所述。
- HWCAP2_SME_I16I64
ID_AA64SMFR0_EL1.I16I64 == 0b1111 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_F64F64
ID_AA64SMFR0_EL1.F64F64 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_I8I32
ID_AA64SMFR0_EL1.I8I32 == 0b1111 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_F16F32
ID_AA64SMFR0_EL1.F16F32 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_B16F32
ID_AA64SMFR0_EL1.B16F32 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_F32F32
ID_AA64SMFR0_EL1.F32F32 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_FA64
ID_AA64SMFR0_EL1.FA64 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_WFXT
ID_AA64ISAR2_EL1.WFXT == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_EBF16
ID_AA64ISAR1_EL1.BF16 == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVE_EBF16
ID_AA64ZFR0_EL1.BF16 == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_CSSC
ID_AA64ISAR2_EL1.CSSC == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_RPRFM
ID_AA64ISAR2_EL1.RPRFM == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVE2P1
ID_AA64ZFR0_EL1.SVEver == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME2
ID_AA64SMFR0_EL1.SMEver == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME2P1
ID_AA64SMFR0_EL1.SMEver == 0b0010 所暗示的功能。
- HWCAP2_SMEI16I32
ID_AA64SMFR0_EL1.I16I32 == 0b0101 所暗示的功能
- HWCAP2_SMEBI32I32
ID_AA64SMFR0_EL1.BI32I32 == 0b1 所暗示的功能
- HWCAP2_SMEB16B16
ID_AA64SMFR0_EL1.B16B16 == 0b1 所暗示的功能
- HWCAP2_SMEF16F16
ID_AA64SMFR0_EL1.F16F16 == 0b1 所暗示的功能
- HWCAP2_MOPS
ID_AA64ISAR2_EL1.MOPS == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_HBC
ID_AA64ISAR2_EL1.BC == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_SVE_B16B16
ID_AA64ZFR0_EL1.B16B16 == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_LRCPC3
ID_AA64ISAR1_EL1.LRCPC == 0b0011 所暗示的功能。
- HWCAP2_LSE128
ID_AA64ISAR0_EL1.Atomic == 0b0011 所暗示的功能。
- HWCAP2_FPMR
ID_AA64PFR2_EL1.FMR == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_LUT
ID_AA64ISAR2_EL1.LUT == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_FAMINMAX
ID_AA64ISAR3_EL1.FAMINMAX == 0b0001 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8CVT
ID_AA64FPFR0_EL1.F8CVT == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8FMA
ID_AA64FPFR0_EL1.F8FMA == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8DP4
ID_AA64FPFR0_EL1.F8DP4 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8DP2
ID_AA64FPFR0_EL1.F8DP2 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8E4M3
ID_AA64FPFR0_EL1.F8E4M3 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_F8E5M2
ID_AA64FPFR0_EL1.F8E5M2 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_LUTV2
ID_AA64SMFR0_EL1.LUTv2 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_F8F16
ID_AA64SMFR0_EL1.F8F16 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_F8F32
ID_AA64SMFR0_EL1.F8F32 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_SF8FMA
ID_AA64SMFR0_EL1.SF8FMA == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_SF8DP4
ID_AA64SMFR0_EL1.SF8DP4 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_SF8DP2
ID_AA64SMFR0_EL1.SF8DP2 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_SME_SF8DP4
ID_AA64SMFR0_EL1.SF8DP4 == 0b1 所暗示的功能。
- HWCAP2_POE
ID_AA64MMFR3_EL1.S1POE == 0b0001 所暗示的功能。
4. 未使用的 AT_HWCAP 位¶
为了与用户空间互操作，内核保证 AT_HWCAP 的第 62 位和第 63 位始终返回为 0。