what is Generic Timer/Counter
what is generic timer
Generic Timer为ARM cores提供了一个标准的timer框架，Generic Timer包含一个System Counter和each core的一组timers，还有system level memory-mapped的timers。
- system counter作用是为整个SoC提供统一的时间戳
- generic timer是比较器，与system counter进行比较。作用是提供定时中断服务。
System Counter
System Counter位于always-on区域，它的输入频率是固定的。System Counter的value会广播给系统中所有的core，提供给它们同样的视角关于passing of time。System Counter只测量时间的流逝。它不报告时间或日期。通常，一个SoC还会包含一个用于时间和日期的实时时钟(RTC)。
通常，System Counter在系统启动时需要一些初始化。为了节省功耗，System Counter会变化更新counter的频率，比如System Counter在第10个tick到来时加上10个count，这种场景一般需要所有core都进入low power模式。
- Width
From Armv8.0 to Armv8.5 inclusive, at least 56 bits wide.
From Armv8.6, must be 64 bits wide. - Frequency
From Armv8.0 to Armv8.5，1-50MHz
From Armv8.6, increments at a fixed frequency of 1GHz. - Roll-over
翻转时间不少于40年 - Accuracy
建议24小时，不超过10秒误差 - Start-up
Starts operating from zero.
PE's Timer
每个core还会有多个timers，这些timers只是一个比较器，System Counter提供的广播value进行比较。软件可以配置计时器来在将来的设定值中生成中断或事件。
system level memory-mapped Timer
这些timers位于SoC内部，通过memory-mapped registers访问，它们的中断会接到GIC SPI中断。
timer的两种配置方式
有两种方式可以配置定时器，一种是使用比较器（CVAL）寄存器，另一种是利用定时器（TVAL）寄存器。
比较器寄存器CVAL是一个64位寄存器。软件会向该寄存器写入一个值，当计数达到或超过该值时，计时器会触发，如您所见：
Timer Condition Met: CVAL <= System Count
定时器寄存器TVAL是一个32位寄存器。当软件写入TVAL时，处理器内部读取当前系统计数，添加写入的值，然后填充CVAL, 你可以在软件中看到 CVAL 的这种填充。如果读取当前系统计数，将1000写入 TVAL，然后读取 CVAL，您将看到 CVAL 大约是1000 + 系统计数。计数是近似的，因为时间会在指令序列中移动。
读TVAL将显示其递减至0，而系统计数递增。TVAL报告一个有符号的值，并将在计时器触发后继续递减，这允许软件确定计时器触发的时间。TVAL和CVAL为软件提供了两种不同的定时器使用模型。如果软件在时钟的X个节拍中需要计时器事件，软件可以将X写入TVAL。或者，如果软件希望在系统计数达到Y时发生事件，则软件可以将Y写入CVAL。
请记住，TVAL和CVAL是对同一计时器进行编程的不同方式。他们不是两个不同的定时器。
CVAL = TVAL + System Counter
Timer Condition Met: CVAL <= System Count
注意
系统计数器实时测量。这意味着它不会受到电源管理技术的影响，如动态电压和频率缩放（DVFS）或将核心置于较低功率状态。计数必须继续以其固定频率递增。在实践中，这要求系统计数器处于常开电源域中。
为了节省电力，系统计数器可以改变其更新计数的速率。例如，系统计数器可以在时钟的每10个刻度将计数更新10。当连接的核心都处于低功率状态时，这可能很有用。系统计数仍然需要反映时间的推移，但可以通过广播更少的计数器更新来节省功率。
Register
System Counter
This module controls the system counter. It has two frames:
• A control frame, CNTControlBase.
• A status frame, CNTReadBase.
CNTControlBase
CNTControlBase is accessible only by Secure accesses.
- An enable bit for the system counter.
- An enable bit for Halt-on-debug.
CNTReadBase
只读状态寄存器。The CNTReadBase frame includes a read-only copy of the system counter value, CNTCV, as two contiguous 32-bit RO registers.
Timer
CNTCTLBase
- An identification register for the features of the memory-mapped counter and timer implementation.
- Access controls for each CNTBaseN frame.
- A virtual offset register for frames that implement a virtual timer.
CNTBASEn
Each CNTBaseN timer frame:
- Provides its own set of timers and associated interrupts.
- Is implemented in its own memory page or memory protection region.
- Is implemented at a base address, identified as CNTBaseN, that is aligned to the size of the translation granule or memory protection region.
