sys_regs 基础

struct sys_reg_desc {
	/* Sysreg string for debug */
	const char *name;

	/* MRS/MSR instruction which accesses it. */
	u8	Op0;
	u8	Op1;
	u8	CRn;
	u8	CRm;
	u8	Op2;

	/* Trapped access from guest, if non-NULL. */
	bool (*access)(struct kvm_vcpu *,
		       struct sys_reg_params *,
		       const struct sys_reg_desc *);

	/* Initialization for vcpu. */
	void (*reset)(struct kvm_vcpu *, const struct sys_reg_desc *);

	/* Index into sys_reg[], or 0 if we don't need to save it. */
	int reg;

	/* Value (usually reset value) */
	u64 val;

	/* Custom get/set_user functions, fallback to generic if NULL */
	int (*get_user)(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct sys_reg_desc *rd,
			const struct kvm_one_reg *reg, void __user *uaddr);
	int (*set_user)(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct sys_reg_desc *rd,
			const struct kvm_one_reg *reg, void __user *uaddr);

	/* Return mask of REG_* runtime visibility overrides */
	unsigned int (*visibility)(const struct kvm_vcpu *vcpu,
				   const struct sys_reg_desc *rd);
};

基于这个原则，一共定义了这些 table:

int __init kvm_sys_reg_table_init(void)
{
  // ...
	valid &= check_sysreg_table(sys_reg_descs, ARRAY_SIZE(sys_reg_descs), false);
	valid &= check_sysreg_table(cp14_regs, ARRAY_SIZE(cp14_regs), true);
	valid &= check_sysreg_table(cp14_64_regs, ARRAY_SIZE(cp14_64_regs), true);
	valid &= check_sysreg_table(cp15_regs, ARRAY_SIZE(cp15_regs), true);
	valid &= check_sysreg_table(cp15_64_regs, ARRAY_SIZE(cp15_64_regs), true);
	valid &= check_sysreg_table(sys_insn_descs, ARRAY_SIZE(sys_insn_descs), false);
  // ...
}

几张表都在 arch/arm64/kvm/sys_regs.c 里，是 KVM 用来分发“guest 访问系统寄存器/系统指令”的陷阱处理表。当 VM 里执行 MRS/MSR 或某些系统指令触发 trap 到 EL2 时，KVM 会根据 Op0/Op1/CRn/CRm/Op2 到这些表里查找对应的 sys_reg_desc，再调用它的 .access 处理函数。

简单说每个表的分工：

┌────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 表名           │ 对应的内容                                                                                                                │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ sys_reg_descs  │ AArch64 架构系统寄存器（MRS/MSR）。这是最大的一张表，包含 debug 寄存器、各种 ID                                           │
│                │ 寄存器（ID_*_EL1）、系统控制（SCTLR_EL1、TCR_EL1、TTBR*_EL1）、异常相关（ESR/FAR/SPSR/ELR）、RAS、MTE、PointerAuth、PMU、 │
│                │ generic timer、GIC 等。                                                                                                   │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ cp14_regs      │ AArch32 CP14 调试寄存器（32 位访问）。比如 DBG_BCR/BVR/WCR/WVR、DBGDSCR、DBGVCR、DBGOSLAR 等，大多直接 trap/忽略或映射到  │
│                │ AArch64 debug 寄存器。                                                                                                    │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ cp14_64_regs   │ AArch32 CP14 的 64 位访问。目前只有 DBGDRAR 和 DBGDSAR。                                                                  │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ cp15_regs      │ AArch32 CP15 系统寄存器（32 位访问）。包括 SCTLR、TTBR0/1（32 位形式）、TTBCR、DFSR/DFAR、ACTLR、ICC_PMR、CSSELR、cache   │
│                │ maintenance 等。                                                                                                          │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ cp15_64_regs   │ AArch32 CP15 的 64 位访问。例如 64 位形式的 TTBR0/1、ICC_SGI1R/ASGI1R/SGI0R、generic timer（CNTPCT、CNTVCT、CNTP_CVAL     │
│                │ 等）、PMU 64-bit counter。                                                                                                │
├────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ sys_insn_descs │ AArch64 系统指令（不是 MRS/MSR，而是 SYS/SYSL 指令）。主要是 cache 维护（DC_*SW）、地址转换（AT_*）和各种 TLBI（EL1/EL2   │
│                │ TLB 失效指令，包括 nested virt 相关变体）。                                                                               │
└────────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

check_sysreg_table() 做的两件事：

检查表是否按 Op0/Op1/CRn/CRm/Op2 升序排列，因为后续用二分查找。
对 sys_reg_descs（第三个参数 reset_check = true）额外检查：如果表项指定了 .reg，就必须有 .reset，否则启动时报错。

之后 populate_sysreg_config() 会把 sys_reg_descs 和 sys_insn_descs 注册到每个 vCPU 的陷阱配置里，决定哪些寄存器/指令需要 trap 到 KVM 的。

显然， sys_insn_descs 和 sys_reg_descs 就是关键了，一共是访问寄存器，一个是使用指令，定义都非常规范:

static struct sys_reg_desc sys_insn_descs[] = {
	{ SYS_DESC(SYS_DC_ISW), access_dcsw },
	{ SYS_DESC(SYS_DC_IGSW), access_dcgsw },
	{ SYS_DESC(SYS_DC_IGDSW), access_dcgsw },
	// ...

static const struct sys_reg_desc sys_reg_descs[] = {
	// ...
	{ SYS_DESC(SYS_CTR_EL0), access_ctr },
  	// 通过 ioctl 访问，那么就是走默认的，
  	// 因为没有定义 get_user 和 set_user
  	// ...
	{ SYS_DESC(SYS_PMMIR_EL1), trap_raz_wi },
}

正如注释显示的那样:

sys_reg_desc::access : 来自 guest 的访问
sys_reg_desc::get_user / sys_reg_desc::set_user : 来自 user 的访问，也就是 qemu

至于 cp ，是 arm 中的 coprocesor 的概念:

https://developer.arm.com/documentation/ddi0406/c/Application-Level-Architecture/The-Instruction-Sets/Coprocessor-instructions
Transfer ARM core registers to and from coprocessor registers. For details, see:
- MCR, MCR2
- MCRR, MCRR2
- MRC, MRC2
- MRRC, MRRC2.
Load or store the values of coprocessor registers. For details, see:
- LDC, LDC2 (immediate)
- LDC, LDC2 (literal)
- STC, STC2.

几个经典回调的分析

access_id_reg

access_id_reg — ID 特性寄存器的读回调

处理只读 ID registers 的 MRS 访问，例如 ID_AA64PFR0_EL1、ID_AA64MMFR1_EL1、CTR_EL0 等。

ARM 手册里把下面这类寄存器统称为 ID registers： ┌─────────────────────────────────────────────────────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 寄存器 │ 含义 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ MIDR_EL1 │ Main ID Register — CPU 厂商、型号、修订号 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ MPIDR_EL1 │ Multiprocessor Affinity ID — 核号、cluster 号 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ REVIDR_EL1 │ Revision ID │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ CTR_EL0 │ Cache Type Register — cache line 大小等 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64PFR0_EL1 │ AArch64 Processor Feature Register 0 — 例如有没有 SVE、FP、AdvSIMD、EL3 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64PFR1_EL1 │ 更多处理器特性，比如 MTE、SME、NMI │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64MMFR0/1/2/3/4_EL1 │ Memory Model Feature Register — 页表能力、ASID 位数、NV、VMID 位数 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64ISAR0/1/2/3_EL1 │ Instruction Set Attribute Register — 指令集扩展，比如 AES、SHA、CRC、LSE、LSFE │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64DFR0/1_EL1 │ Debug Feature Register │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64AFR0/1_EL1 │ Auxiliary Feature Register │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64ZFR0_EL1 │ SVE 特性 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64FPFR0_EL1 │ FP8 特性 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_AA64SMFR0_EL1 │ SME 特性 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ ID_PFR0/1_EL1、ID_DFR0、ID_MMFR0~4、ID_ISAR0~6、MVFR0~2 │ AArch32 对应的特性寄存器 │ └─────────────────────────────────────────────────────────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

access_vm_reg

处理 EL1 虚拟内存控制寄存器的写访问，例如 SCTLR_EL1、TTBR0_EL1、TTBR1_EL1、TCR_EL1、MAIR_EL1、ESR_EL1、FAR_EL1 等。

为什么只有写？因为 HCR_EL2.TVM 只 trap EL1 对这些寄存器的写，读是直接在硬件上完成的（除非有其他 trap 位）。所以 access_vm_reg 一上来就是：

BUG_ON(!p->is_write);

RAZ / WI / HIDDEN 参考: https://developer.arm.com/documentation/aeg0014/g/Glossary

#define REG_HIDDEN		(1 << 0) /* hidden from userspace and guest */
#define REG_RAZ			(1 << 1) /* RAZ from userspace and guest */
#define REG_USER_WI		(1 << 2) /* WI from userspace only */

kvm exit 如何处理 sysreg

static exit_handle_fn arm_exit_handlers[] = {
	[ESR_ELx_EC_CP15_32]	= kvm_handle_cp15_32,
	[ESR_ELx_EC_CP15_64]	= kvm_handle_cp15_64,
	[ESR_ELx_EC_CP14_MR]	= kvm_handle_cp14_32,
	[ESR_ELx_EC_CP14_LS]	= kvm_handle_cp14_load_store,
	[ESR_ELx_EC_CP10_ID]	= kvm_handle_cp10_id,
	[ESR_ELx_EC_CP14_64]	= kvm_handle_cp14_64,

	// ...
	[ESR_ELx_EC_SYS64]	= kvm_handle_sys_reg,

kvm_handle_sys_reg
- emulate_sys_reg
  - perform_access
    - sys_reg_desc::access : 调用对应寄存器的，一般就是 access_id_reg ，最后其实就是 read_id_reg

为什么会切分出来发这些不同的 handler ，这个可能是需要仔细研究下 arm 架构了，不过最常用的 sys_insn_descs 和 sys_reg_descs 是走到 kvm_handle_sys_reg 的

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