飞腾CPU相关寄存器描述（持续更新）

1. SPSel堆栈寄存器选择寄存器

1. EL1/2/3都可以读写
2. 32位长度。
3. SP, bit[0], 控制堆栈寄存器的选择。
   0——>CPU无论处于什么权限级，堆栈寄存器都共用SP_EL0，因此在权限级切换时，需要保存和恢复堆栈寄存器。
   1——>应用程序使用SP_EL0，内核使用SP_EL1，虚拟机监控机Hypervisor使用SP_EL2。（Linux选择这种模式）

1. CurrentEL当前权限级寄存器

1. EL1/2/3都可以读。
2. 32位长度
3. EL, bits[3:2]，当前CPU权限级
   00——>EL0
   01——>EL1
   10——>EL2
   11——>EL3

1. SCTLR_EL1 系统控制寄存器（EL1）

1. EL1/2/3都可以读写。
2. 32位长度。
3. UCI, bit[26], 控制在AArch64的应用程序是否可以执行DC数据缓存和IC指令缓存的操作指令 。
   0——>禁止。
4. EE, bit[25], 控制内核直接访存的大小端设置，也控制内核和应用程序运行时进行Stage1页表查询的大小端设置。
   0——>小端
5. E0E, bit[24], 控制应用程序访存的大小端设置。
   0——>小端
6. WXN, bit[19], 当内存映射属性为“写允许”，是否强制为“不可执行”XN。
   0——>“写允许”不强制为“不可执行”
7. nTWE, bit[18], 控制应用程序在执行无条件WFE指令后，当CPU被挂起时，是否要触发到内核的同步异常。
   0——>触发。（但是条件WFE指令，但是条件不成立时，不会触发异常）
8. nTWI, bit[16], 与nTWE,bit[18]类似，这里是说无条件WFI指令。
   0——>触发。（但是条件WFI指令，但是条件不成立时，不会触发异常）
9. UCT, bit[15],控制AArch64的应用程序是否可以访问寄存器CTR_EL0。
   0——>不可访问。
10. DZE, bit[14], 控制应用程序是否可以执行DC ZVA指令。
    0——>不可执行
11. I, bit[12], 控制L1指令缓存。
    0——>应用程序和内核在运行时，指令缓禁用。
12. UMA, bit[9], 控制AArch64应用程序访问中断掩码。
    0——>禁止访问。
13. SED, bit[8], 控制SETEND指令功能是否生效。
    0——>不生效。
14. ITD, bit[7], 控制IT指令功能是否生效。
    0——>不生效。
15. THEE, bit[6], 控制ThumbEE是否生效。
    0——>不生效。
16. CP15BEN, bit[5], 控制关于DMB，DSB和ISB的CP15屏障功能是否生效。
    0——>不生效。
17. SA0, bit[4], 控制对应用程序的堆栈对齐检查功能。
    0——>不检查。
18. SA, bit[3], 控制对内核的堆栈对齐检查功能。
    0——>不检查。
19. C, bit[2], 控制L1数据缓存和L2缓存。
    0——>应用程序和内核在运行时，禁用L1数据缓存和L2缓存。
20. A, bit[1], 控制访存是否对齐检查。
    0——>不检查。（有两类访存指令，独占型和内存强顺序型，必须要求地址和长度对齐检查）
21. M, bit[0], 控制应用程序和内核是否开启stage1地址翻译功能。
    0——>默认方式，关闭MMU的stage1地址翻译功能
    1——>开启MMU的stage1地址翻译功能，操作系统内核应该需要

1. SCTLR_EL2 系统控制寄存器（EL2）

1. EL2/3都可以读写。
2. 32位长度。
3. 请参看SCTLR_EL1系统控制寄存器说明，两者之间的区别主要是在权限级方面。

1. ID_AA64MMFR1_EL1内存模型

1. EL1/2/3只读
2. 64位长度
3. 手册上没有详细描述，代码分析说id_aa64mmfrl_el1的[8…11]如果不为零，即x2不为零，表示CPU支持VHE模式。
   mrs x2, id_aa64mmfr1_el1
ubfx x2, x2, #8, #4

1. Hypervisor配置寄存器hcr_el2

1. EL2/3可以读写
2. 64位长度
3. ID,bit[33]，stage 2指令缓存关闭。
   0——>开启stage 2 指令缓存
4. CD,bit[32]，stage 2数据缓存关闭。
   0——>开启stage2数据缓存
5. RW,bit[31]，低权限级的寄存器位宽控制。
   1——>EL1为AArch64的64位。EL0级的寄存器位宽由运行EL0时的当前处理器状态决定。
6. TRVM,bit[30]，控制EL1级虚拟内存相关读操作是否产生陷入EL2的异常，例如读SCTLR_EL1，TTBR0_EL1等寄存器。
   0——>不产生陷入。
7. HCD,bit[29]，控制HVC指令关闭。
   0——>允许在EL1或EL2使用HVC指令。
8. TDZ,bit[28]，控制DC ZVA指令是否产生异常。
   0——>不产生异常。
9. TGE,bit[27], 控制常规异常。
   0——>Hype模式。
   1——>VHE模式，在非安全态，原本陷入EL1的所有常规异常全部陷入到EL2，所有中断全部触发EL2异常，stage1阶段的地址翻译关闭，所有虚拟中断全部关闭。
10. TVM,bit[26], 控制EL1级虚拟内存相关写操作是否产生陷入EL2的异常，例如写SCTLR_EL1，TTBR0_EL1等寄存器。
    0——>不产生陷入。
11. TTLB, bit[25]，控制在EL1级的TLB相关操作是否陷入EL2。原本在EL1级的TLB操作是未定义的。
    0——>不产生陷入。
12. TPU, bit[24]，控制在EL0/1级的对L2缓存的操作是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
13. TPC,bit[23]，控制在EL1级的对L1缓存的操作是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
14. TSW, bit[22]，控制在EL1级的对组/路相关缓存的操作是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
15. TACR, bit[21]，控制在EL1级辅助寄存器访问的操作是否陷入EL2，例如ACTLR_EL1。
    0——>不产生陷入。
16. TIDCP,bit[20]，控制其他在EL1级的功能是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
17. TSC, bit[19]，控制在EL1执行SMC是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。这说明，KVM虚拟机的客户OS内核可以直接调用SMC指令和安全监控软件通信。
18. TID3,bit[18]，控制在EL1级读ID组3的寄存器，是否陷入EL2。
    0——>默认方式， 不产生陷入。
    1——>产生陷入。这说明，KVM虚拟机可以设置为和宿主机不一样的CPU类型配置。
19. TID2,bit[17]，类似ID组3的寄存器
20. TID1, bit[16]，类似ID组3的寄存器
21. TID0, bit[15]，类似ID组3的寄存器
22. TWE, bit[14]，控制在EL0/1级执行WFE指令是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
23. TWI, bit[13]，控制在EL0/1级执行WFI指令是否陷入EL2。
    0——>不产生陷入。
24. DC,bit[12]，控制内存的缓存属性。
    0——>默认方式，当EL0/1的stage1关闭后，内存属性定义为nGnRnE。
    1——>EL0/1的stage1的内存属性定义Normal的WB类型。
25. BSU,bit[11:10]，EL0/1的屏障指令的影响范围
    0——>无影响（？？）
26. FB, bit[9]，控制非安全态EL1的指令是否在Inner共享范围内广播
    0——>不强制广播。
27. VSE, bit[8], 判断当前CPU是否有虚拟系统错误/异步终止。
    0——>没有。
28. VI, bit[7]，判断当前CPU是否有虚拟IRQ中断。
    0——>没有。
29. VF, bit[6]，判断当前CPU是否有虚拟FIQ中断。
    0——>没有。
30. AMO, bit[5], 判断当前CPU是否有物理系统错误/异步终止。
    0——>没有。
31. IMO, bit[7]，判断当前CPU是否有物理IRQ中断。
    0——>没有。
32. FMO, bit[6]，判断当前CPU是否有物理FIQ中断。
    0——>没有。
33. SWIO, bit[1]，控制EL1对数据缓存的组/路invalidation操作是否实现为clean and invalidation。
    0——>不是。
34. VM, bit[0]，控制应用程序和内核是否开启stage2地址翻译功能。
    0——>不开启。

1. 计数器定时器Hypervisor控制寄存器cnthctl_el2

1. EL2/3可读写
2. 32位长度
3. 描述：控制物理计数器事件流，控制非安全态EL1对物理计数器和定时器的访问。
4. 相关寄存器：
   计数器寄存器 CNTPCT_EL0或CNTVCT_EL0
   定时器寄存器 CNTP_CVAL_EL0、CNTP_TVAL_EL0和CNTP_CTL_EL0
5. EVNTI, bit[7:4]，从计数器寄存器的0～15位当中定义触发位。
6. EVNTDIR, bit[3]，控制计数器触发位的变化方式
   0——>触发位从0到1，触发事件；
   1——>触发位从1到0，触发事件；
7. EVNTEN, bit[2]，计数器触发事件的使能位
   0——>关闭事件流；
   1——>启动事件流。（设置该位为1）
8. EL1PCEN, bit[1]，控制EL0/1是否可以访问物理定时器寄存器。
   0——>不可访问；
9. EL1PCTEN, bit[0]，控制EL0/1是否可以访问物理计数器。
   0——>不可访问。

1. 计数器定时器虚拟偏移量寄存器cntvoff_el2

1. EL2/3可读写
2. 64位长度
3. 描述：该寄存器用于保存64位的虚拟偏移量，这属于通用定时器寄存器组。

1. 处理器特征寄存器id_aa64pfr0_el1

1. EL1/2/3只读
2. 64位长度
3. 描述：所实现的CPU在AArch64下的附加信息
4. GIC, bits[27:24]，GIC系统寄存器接口
   0000——>不支持GIC系统寄存器
   0001——>支持GICv3系统寄存器
5. AdvSIMD, bits[23:20]，ASIMD支持情况
   0000——>实现了ASIMD
   1111——>没实现ASIMD
6. FP, bits[19:16]，浮点支持情况
   0000——>实现浮点单元
   1111——>没有实现浮点单元
7. EL3, bits[15:12]，EL3权限级支持情况
   0000——>没有实现EL3权限级
   0001——>仅仅实现了AArch64的EL3
   0010——>实现了AArch64和AArch32的EL3
8. EL2, bits[11:8]，EL2权限级支持情况，类似EL3。
9. EL1, bits[11:8]，EL1权限级支持情况，类似EL3。
10. EL0, bits[11:8]，EL0权限级支持情况，类似EL3。

1. 中断控制器系统寄存器使能寄存器ICC_SRE_EL2

1. EL2/3读写
2. 32位长度
3. Enable, bit[3] 控制低权限级对ICC_SRE_EL1的访问
   0——>在非安全态EL1下访问该寄存器ICC_SRE_EL1就会陷入到EL2；
   1——>在非安全态EL1下访问该寄存器ICC_SRE_EL1就会陷入到EL3；
4. DIB, bit[2], IRQ旁路去能
5. DFB, bit[1], FIQ旁路去能
6. SRE, bit[0], 系统寄存器使能
   0——>必须采用内存映射接口，对于ICH_*和ICC_*这两类寄存器不能用MSR/MRS方式访问，除了ICC_SRE寄存器之外。
   1——>对于ICH_*和ICC_*这两类寄存器可以采用MSR/MRS方式访问。

1. 中断控制器Hyp控制寄存器ICH_HCR_EL2

1. EL2/3可读写
2. 32位长度
3. EOIcount, bits[31:27], 接收到的EOI计数。当接收到一个匹配的EOI，vCPU接口就自动增加该域值。
4. TALL1, bit[12]和TALL0, bit[11]，控制非安全态EL1访问第1/0组ICC_*系统寄存器是否陷入到EL2。
   0——>正常访问，不陷入。
5. TC, bit[10]，控制非安全态EL1访问第1/0组系统寄存器是否陷入到EL2。
   0——>正常访问，不陷入。
   VARE,bit[9], 虚拟ARE。
   0——>客户操作系统不使用亲和路由，希望SGI中断提供源CPU ID号。
   VSEIE,bit[8]，虚拟SEI使能。对系统寄存器进行虚拟化访问时，或者对系统寄存器进行物理访问导致SEI条件发生时，维护中断会不会触发一个信号。
   0——>VSEIE维护中断关闭。
   VGrp1D1E, bit[7]，虚拟机关闭第一组中断使能功能。从vCPU接口到连接的虚拟机的第一组中断信号被关闭时，使能维护中断信号。
   0——>关闭维护中断关闭。
   VGrp1E1E, bit[6]，虚拟机打开第一组中断关闭功能。从vCPU接口到连接的虚拟机的第一组中断信号被使能时，使能维护中断信号。
   0——>关闭维护中断关闭。
   VGrp0DIE, bit[5]，这是关于第0组中断，类似VGrp1D1E, bit[7]。
   VGrp0EIE, bit[4]，这是关于第0组中断，类似VGrp1E1E, bit[6]。
   NPIE,bit[3]，无挂起中断使能。当列表寄存器没有挂起中断时，使能维护中断信号。
   0——>关闭维护中断关闭。
   LRENPIE,bit[2]，针对一个EOI请求，vCPU接口并没有对应有效的列表寄存器入口项时，使能维护中断信号。
   0——>关闭维护中断关闭。
   UIE, bit[1]，当列表寄存器为空或者只有一个有效入口项时，使能维护中断信号。
   0——>关闭维护中断关闭。
   En,bit[0]，使能。vCPU接口的全局使能位。
   0——>vCPU接口操作关闭，即维护中断和虚拟中断全部关闭。

1. 主ID寄存器 MIDR_EL1

1. EL1/2/3只读
2. 32位长度
3. Implementer, bits[31:24], CPU厂商编码。
4. Variant, bits[23:20]，CPU主版本号
5. Architecture, bits[19:16]，体系结构序号
6. PartNum, bits[15:4]，CPU型号
7. Revision, bits[3:0]，CPU修订号

1. 虚拟处理器ID寄存器，参见上面的寄存器MIDR_EL1。
2. 多处理器亲合寄存器MPIDR_EL1

1. EL0/1/2/3只读
2. 64位长度
3. Aff3, bits[39:32] 亲合级3，最高亲合域
4. U, bit[30]，指示是否是单处理器系统
   0——>处理器是属于多处理器系统。
5. MT, bit[24]，指示逻辑处理器的最低级亲合的组合，类似硬件超线。
   0——>最低级亲合的处理器性能具有最大无关性，即不存在硬件超线。
6. Aff2, bits[23:16]亲合级2
7. Aff1, bits[15:8]亲合级1
8. Aff0, bits[7:0]亲合级0，最低级亲合。

1. 虚拟多处理器亲合寄存器VMPIDR_EL2，参见上面的寄存器MPIDR_EL1。
2. Hypervisor系统陷入寄存器HSTR_EL2

1. EL2/3可读写
2. 32位长度
3. TTEE, bit[16]，控制ThumbEE是否陷入EL2。
   0——>访存ThumbEE配置寄存器没有任何作用。
4. T, bit[n], for n=0 to 15， 对于每一个T域而言控制协处理器寄存器的访问是否会产生陷入EL2。
   0——>访问CP15协处理器寄存器没有任何作用。

1. AArch64调试特征寄存器0，id_aa64dfr0_el1

1. EL1/2/3只读
2. 64位长度
3. PMSVer, bits[35:32]，PMSVer
   0——>不支持PMSver
4. CTX_CMPs, bits[31:28], 感知上下文的断点数量
5. WRP, bits[23:20]，观察点数量
6. BRPs, bits[15:12]，断点数量
7. PMUVer, bits[11:8]，性能监控扩展版本。
   0001——>支持PMUv3
8. TraceVer, bits[7:4]，跟踪扩展
   0001——>支持跟踪扩展
9. DebugVer, bits[3:0]，调试体系结构版本
   0110——>支持v8-A调试体系结构

1. 性能监控器控制寄存器pmcr_el0

1. EL0可配置是否可访问， EL1/2/3可读写
2. 32位长度
3. IMP, bits[31:24]，只读，CPU厂商编码，参见MIDR的[31:24]位。
4. IDCODE, bits[23:16]，只读。
5. N, bits[15:11]，只读，事件计数器数量。
6. LC,bit[6]，长周期计数器使能。
   0——>PMCCNTR的第31位发生1到0的翻转时，就表明周期计数器溢出；
   1——>PMCCNTR的第64位发生1到0的翻转时，就表明周期计数器溢出。
7. DP, bit[5]，当事件计数被禁止时，关闭周期计数器。
   1——>当事件计数被禁止时，关闭周期计数器。
8. X, bit[4]，控制CPU自定义的事件流是否做事件输出。
   1——>只要不禁止，就输出事件
9. D,bit[3]，时钟分频
   0——>每个时钟周期PMCCNTR计数增一；
   1——>每64个时钟周期PMCCNTR计数增一。
10. C, bits[2]，只写，周期计数器复位。
    写1——>将PMCCNTR复位为零。
11. P, bit[1]，只写，事件计数器复位。
    写1——>将当前权限级的所有事件计数器复位为零，不包括PMCCNTR。
12. E, bit[0]，使能位
    0——>所有计数器全部关闭

1. 监控器调试配置寄存器 mdcr_el2

1. EL2/3可读写
2. 32位长度
3. TDRA, bit[11]，控制在EL0/1下访问调试ROM地址寄存器是否陷入到EL2
4. TDOSA,bit[10]，控制调用OS相关寄存器访问是否陷入到EL2
5. TDA, bit[9]，控制非安全态下访问调试寄存器时是否陷入到EL2
6. TDE, bit[8]，将来在非安全态EL0/1的软件调试异常陷入到EL2
7. HPME,bit[7]，Hypervisor性能监控器使能。
8. TPM,bit[6]，控制在非安全态EL0/1下访问性能监控器寄存器是否陷入到EL2
9. TPMCR,bit[5]，控制非安全态访问PMCR_EL0是否陷入到EL2
10. HPMN, bits[4:0]，定义非安全态EL0/1可访问的性能监控器的数量。

1. AArch64内存模式特征寄存器id_aa64mmfr1_el1

1. EL1/2/3只读
2. 64位长度
3. ID_AA64MMFRI_LOR_SHIFT[16…19]

1. 体系结构特征陷入寄存器cptr_el2

1. EL2/3读写
2. 32位长度
3. TCPAC, bit[31], 控制CPACR或CPACR_EL1的访问是否陷入到EL2
   0——>不陷入
4. TTA, bit[20]，控制跟踪功能的系统寄存器访问是否陷入EL2。
   0——>不陷入
5. TFP, bit[10]，控制与浮点和ASIMD相关寄存器的访问是否陷入EL2
   0——>不陷入。

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