KVM中PMU的基本逻辑(草稿)

PMU寄存器

PMCEID0_EL0       event有无寄存器，每个bit表示对应的event有没有支持                             
PMCEID1_EL0       event有无寄存器                                                               
                                                                                                
PMCR_EL0          PMU控制寄存器                                                                 
PMUSERENR_EL0     控制各种counter EL0是否访问                                                   
                                                                                                
PMCCNTR_EL0       timer cycle的计数器，计数的频率和timer的频率一样                              
PMCCFILTR_EL0     timer cycle计数器的控制寄存器                                                 
                                                                                                
PMEVCNTR<n>_EL0   31个event的计数器                                                             
PMEVTYPER<n>_EL0  event计数器的控制寄存器，可以配置对应的event计数器记录哪个event               
                                                                                                
PMCNTENSET_EL0    如上counter计数器的使能控制，一个bit控制一个counter寄存器                     
PMCNTENCLR_EL0    如上counter计数器的去使能控制                                                 
                                                                                                
PMINTENSET_EL1    如上counter计数器的中断使能控制                                               
PMINTENCLR_EL1    如上counter计数器的中断去使能控制                                             
                                                                                                
PMSELR_EL0        选择一个counter，配置如下的PMXEVCNTR_EL0/PMXEVTYPER_EL0一起使用               
PMXEVTYPER_EL0    通过该寄存器访问PMSELR_EL0选择的PMEVTYPER<n>_EL0的值                          
PMXEVCNTR_EL0     通过该寄存器访问PMSELR_EL0选择的PMEVCNTR<n>_EL0的值                           
                                                                                                
PMOVSCLR_EL0      PMEVCNTR_EL0/PMEVCNTR<n>_EL0的溢出标记寄存器，每个bit表示对应的counter是否溢出
                  写对应的bit，清除溢出标记bit                                                  
PMOVSSET_EL0      同上，软件可以写对应溢出bit置1，但是软件为啥要写:(                            
PMSWINC_EL0                                                                                     
                                                                                                
PMMIR_EL1

基本逻辑

KVM中对PMU的模拟思路和其他设备的模拟思路是一致的，通过device相关的ioctl创建设备
和配置设备属性，CPU在EL1访问PMU相关寄存器的时候会trap的KVM进行模拟，因为host/guest
是共享PMU物理硬件的，vCPU上下线时需要保存和恢复PMU寄存器的状态。

整体的ARM KVM框架逻辑可以参考这里

注意一下几点，vPMU的初始化和配置通过KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_*的ioctl进行，PMU相关的
系统寄存器的模拟逻辑在kvm_handle_sys_reg。

PMU vCPU上下线时保存和恢复寄存器的逻辑不是很直白，它应该在vCPU线程和perf相关的
sched_ini/sched_out的回调函数里。这个行为和KVM里PMU的模拟方式有直接的联系。

todo: PMU模拟方式。

代码分析

PMU相关的代码在arch/arm64/kvm/pmu.c、pmu-emul.c中。

vCPU创建时，kvm_vm_ioctl_create_vcpu->kvm_arch_vcpu_create:

1	kvm_pmu_vcpu_init

vCPU初始化时，kvm_arch_vcpu_ioctl_vcpu_init->kvm_vcpu_set_target->kvm_reset_vcpu:

1	kvm_pmu_vcpu_reset

对于vCPU fd ioctl的KVM_HAS/SET/GET_DEVICE_ATTR:

KVM_SET_DEVICE_ATTR/KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_CTRL -> kvm_arm_pmu_v3_set_attr:

KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_IRQ
KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_FILTER
KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_SET_PMU
KVM_ARM_VCPU_PMU_V3_INIT

PMU的模拟逻辑。

杂项问题

KVM对guest呈现的PMU version的问题。KVM从host获得PMU的硬件版本，并把这个信息做一定
的限制后保存在kvm->kvm_arch->id_reg.dfr0寄存器中，后续KVM都是从这里拿vPMU的版本
信息。

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/* vCPU初始化的时候，在reset里从host拿信息并保存到如上KVM结构里 */
read_sanitised_id_aa64dfr0_el1
  +-> val |= SYS_FIELD_PREP(ID_AA64DFR0_EL1, PMUVer, kvm_arm_pmu_get_pmuver_limit());