ARM64 开发者指南

带超时的等待（WFxT）

Arm WFxT 扩展提供 WFET 和 WFIT 指令，这些指令使用绝对虚拟计数器值作为超时期限。Zephyr 在运行时通过读取 ID_AA64ISAR2_EL1 中的 WFxT 字段来检测此扩展。Arm64 架构代码可以通过 is_wfxt_implemented() 查询是否支持此扩展，该函数声明于 include/zephyr/arch/arm64/lib_helpers.h。

当 Arm 架构定时器实现 arch_busy_wait() 时，如果处理器实现了 WFxT，Arm64 代码路径就会使用 WFET 来实现 k_busy_wait()。它根据 CNTVCT_EL0 计算截止时间，并重复执行 WFET，直到计数器达到该截止时间。由于允许 WFET 在超时前返回，因此必须使用循环。不支持 WFxT 的 CPU 则使用计数器轮询。具体实现请参见 drivers/timer/arm_arch_timer.c。

默认的 Arm64 arch_cpu_idle() 实现继续使用 WFI。使用 Arm 架构定时器时，内核的下一个超时会被设置到系统定时器中，由定时器中断唤醒 CPU。在保留该中断的情况下将 WFI 替换为 WFIT，并不能省去定时器设置或中断处理。若要避免该中断，就需要对内核超时记账、重新调度和 SMP 截止时间协调进行复杂的修改，这会带来显著的风险和维护成本，而收益尚未得到证实。

基于 Devicetree 的 MMU 区域映射

在 ARM64 平台上，可以在编译时根据 Devicetree 自动填充 MMU 页表。任何具有 compatible = "zephyr,memory-region" 且同时带有 zephyr,memory-attr 属性的节点，都会由架构启动代码转换为静态的 arm_mmu_region 条目，无需针对各个 SoC 修改 mmu_regions.c。

支持的内存属性

仅接受普通内存类型。设备内存（外设 MMIO）必须通过 DEVICE_MMIO API 进行映射（参见设备驱动程序模型）。

属性宏定义在 include/zephyr/dt-bindings/memory-attr/memory-attr-arm64.h 中，由通用的 DT_MEM_CACHEABLE 标志与架构特定的子属性组合而成：

DT 宏	描述
`DT_MEM_ARM64_MMU_NORMAL`	普通可缓存内存，采用写回策略（ `DT_MEM_CACHEABLE \| ATTR_ARM64_CACHE_WB` ）
`DT_MEM_ARM64_MMU_NORMAL_NC`	普通不可缓存内存（ `0` ）
`DT_MEM_ARM64_MMU_NORMAL_WT`	普通可缓存内存，采用直写策略（ `DT_MEM_CACHEABLE` ）

Devicetree overlay 示例

#include <zephyr/dt-bindings/memory-attr/memory-attr.h>
#include <zephyr/dt-bindings/memory-attr/memory-attr-arm64.h>

/ {
    soc {
        /* Cacheable shared memory pool */
        shm0: memory@42000000 {
            compatible = "zephyr,memory-region";
            reg = <0x0 0x42000000 0x0 0x1000>;
            zephyr,memory-region = "SHM0";
            zephyr,memory-attr = <DT_MEM_ARM64_MMU_NORMAL>;
        };

        /* Non-cacheable DMA buffer */
        dma_buf: memory@43000000 {
            compatible = "zephyr,memory-region";
            reg = <0x0 0x43000000 0x0 0x1000>;
            zephyr,memory-region = "DMA_BUF";
            zephyr,memory-attr = <DT_MEM_ARM64_MMU_NORMAL_NC>;
        };
    };
};

映射每个区域时，都会将 MT_P_RW_U_NA | MT_DEFAULT_SECURE_STATE 与根据 zephyr,memory-attr 得到的内存类型组合使用。

地址转换表大小设置

每个位于不同 2 MB 边界范围内的映射区域，都需要额外分配一个三级页表。如果添加新区域后启动过程挂起且没有任何提示，请在开发板或测试配置中增大 CONFIG_MAX_XLAT_TABLES 的值：

CONFIG_MAX_XLAT_TABLES=16

支持的属性组合

所有非设备内存的属性组合均有效：通用的 DT_MEM_CACHEABLE 位用于选择可缓存或不可缓存；对于可缓存内存，架构特定的 ATTR_ARM64_CACHE_WB 子位用于选择写回或直写策略。