Intel IA-32系统编程指南：Part 1

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CONTENTS

xvi Vol. 3A

PAGE

17.5 INTEL MMX TECHNOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

17.6 STREAMING SIMD EXTENSIONS (SSE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

17.7 STREAMING SIMD EXTENSIONS 2 (SSE2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-4

17.8 STREAMING SIMD EXTENSIONS 3 (SSE3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-4

17.9 ADDITIONAL STREAMING SIMD EXTENSIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-4

17.10 HYPER-THREADING TECHNOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-5

17.11 MULTI-CORE TECHNOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-5

17.12 SPECIFIC FEATURES OF DUAL-CORE PROCESSOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-5

17.13 NEW INSTRUCTIONS IN THE PENTIUM AND LATER IA-32 PROCESSORS . . . . . . . . . . . . . . 17-5

17.13.1 Instructions Added Prior to the Pentium Processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-6

17.14 OBSOLETE INSTRUCTIONS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

17.15 UNDEFINED OPCODES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

17.16 NEW FLAGS IN THE EFLAGS REGISTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

17.16.1 Using EFLAGS Flags to Distinguish Between 32-Bit IA-32 Processors . . . . . . . . . . . . . 17-8

17.17 STACK OPERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

17.17.1 PUSH SP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

17.17.2 EFLAGS Pushed on the Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-9

17.18 X87 FPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-9

17.18.1 Control Register CR0 Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-9

17.18.2 x87 FPU Status Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-10

17.18.2.1 Condition Code Flags (C0 through C3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10

17.18.2.2 Stack Fault Flag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

17.18.3 x87 FPU Control Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-11

17.18.4 x87 FPU Tag Word . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

17.18.5 Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12

17.18.5.1 NaNs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-12

17.18.5.2 Pseudo-zero, Pseudo-NaN, Pseudo-infinity, and Unnormal Formats . . . . . . . . . . .17-12

17.18.6 Floating-Point Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

17.18.6.1 Denormal Operand Exception (#D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

17.18.6.2 Numeric Overflow Exception (#O). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

17.18.6.3 Numeric Underflow Exception (#U) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-14

17.18.6.4 Exception Precedence. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-14

17.18.6.5 CS and EIP For FPU Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-14

17.18.6.6 FPU Error Signals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-14

17.18.6.7 Assertion of the FERR# Pin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-15

17.18.6.8 Invalid Operation Exception On Denormals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-15

17.18.6.9 Alignment Check Exceptions (#AC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-16

17.18.6.10 Segment Not Present Exception During FLDENV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-16

17.18.6.11 Device Not Available Exception (#NM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-16

17.18.6.12 Coprocessor Segment Overrun Exception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-16

17.18.6.13 General Protection Exception (#GP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.18.6.14 Floating-Point Error Exception (#MF). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-16

17.18.7 Changes to Floating-Point Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-17

17.18.7.1 FDIV, FPREM, and FSQRT Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-17

17.18.7.2 FSCALE Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-17

17.18.7.3 FPREM1 Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-17

17.18.7.4 FPREM Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-17

17.18.7.5 FUCOM, FUCOMP, and FUCOMPP Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-17

17.18.7.6 FPTAN Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-18

17.18.7.7 Stack Overflow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.18.7.8 FSIN, FCOS, and FSINCOS Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.18.7.9 FPATAN Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

Vol. 3A xvii

CONTENTS

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17.18.7.10 F2XM1 Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.18.7.11 FLD Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

17.18.7.12 FXTRACT Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-19

17.18.7.13 Load Constant Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-19

17.18.7.14 FSETPM Instruction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-19

17.18.7.15 FXAM Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.18.7.16 FSAVE and FSTENV Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.18.8 Transcendental Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.18.9 Obsolete Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

17.18.10 WAIT/FWAIT Prefix Differences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

17.18.11 Operands Split Across Segments and/or Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

17.18.12 FPU Instruction Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

17.19 SERIALIZING INSTRUCTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

17.20 FPU AND MATH COPROCESSOR INITIALIZATION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

17.20.1 Intel

387 and Intel

287 Math Coprocessor Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

17.20.2 Intel486 SX Processor and Intel 487 SX Math Coprocessor Initialization . . . . . . . . . 17-22

17.21 CONTROL REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-24

17.22 MEMORY MANAGEMENT FACILITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-25

17.22.1 New Memory Management Control Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-25

17.22.1.1 Physical Memory Addressing Extension. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-25

17.22.1.2 Global Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.22.1.3 Larger Page Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.22.2 CD and NW Cache Control Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.22.3 Descriptor Types and Contents. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.22.4 Changes in Segment Descriptor Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

17.23 DEBUG FACILITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.23.1 Differences in Debug Register DR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.23.2 Differences in Debug Register DR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.23.3 Debug Registers DR4 and DR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.24 RECOGNITION OF BREAKPOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

17.25 EXCEPTIONS AND/OR EXCEPTION CONDITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-28

17.25.1 Machine-Check Architecture. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-29

17.25.2 Priority OF Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-29

17.26 INTERRUPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

17.26.1 Interrupt Propagation Delay. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

17.26.2 NMI Interrupts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

17.26.3 IDT Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

17.27 ADVANCED PROGRAMMABLE INTERRUPT CONTROLLER (APIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-31

17.27.1 Software Visible Differences Between the Local APIC and the 82489DX . . . . . . . . 17-31

17.27.2 New Features Incorporated in the Local APIC for the P6 Family

and Pentium Processors

17-32

17.27.3 New Features Incorporated in the Local APIC of the Pentium 4 and Intel Xeon Processors

17-32

17.28 TASK SWITCHING AND TSS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-32

17.28.1 P6 Family and Pentium Processor TSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-32

17.28.2 TSS Selector Writes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

17.28.3 Order of Reads/Writes to the TSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

17.28.4 Using A 16-Bit TSS with 32-Bit Constructs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

17.28.5 Differences in I/O Map Base Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

17.29 CACHE MANAGEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-34

17.29.1 Self-Modifying Code with Cache Enabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-35

17.29.2 Disabling the L3 Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-35

CONTENTS

xviii Vol. 3A

PAGE

17.30 PAGING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-36

17.30.1 Large Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-36

17.30.2 PCD and PWT Flags . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-36

17.30.3 Enabling and Disabling Paging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-36

17.31 STACK OPERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-37

17.31.1 Selector Pushes and Pops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-37

17.31.2 Error Code Pushes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-38

17.31.3 Fault Handling Effects on the Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-38

17.31.4 Interlevel RET/IRET From a 16-Bit Interrupt or Call Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

17.32 MIXING 16- AND 32-BIT SEGMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

17.33 SEGMENT AND ADDRESS WRAPAROUND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-39

17.33.1 Segment Wraparound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-39

17.34 STORE BUFFERS AND MEMORY ORDERING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

17.35 BUS LOCKING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.36 BUS HOLD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.37 MODEL-SPECIFIC EXTENSIONS TO THE IA-32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.37.1 Model-Specific Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-42

17.37.2 RDMSR and WRMSR Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-43

17.37.3 Memory Type Range Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-43

17.37.4 Machine-Check Exception and Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-44

17.37.5 Performance-Monitoring Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17-44

17.38 TWO WAYS TO RUN INTEL 286 PROCESSOR TASKS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-44

CHAPTER 18

DEBUGGING AND PERFORMANCE MONITORING

18.1 OVERVIEW OF DEBUG SUPPORT FACILITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-1

18.2 DEBUG REGISTERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-2

18.2.1 Debug Address Registers (DR0-DR3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.2.2 Debug Registers DR4 and DR5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.2.3 Debug Status Register (DR6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

18.2.4 Debug Control Register (DR7). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

18.2.5 Breakpoint Field Recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-6

18.2.6 Debug Registers and Intel

64 Processors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-8

18.3 DEBUG EXCEPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.3.1 Debug Exception (#DB)—Interrupt Vector 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

18.3.1.1 Instruction-Breakpoint Exception Condition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-10

18.3.1.2 Data Memory and I/O Breakpoint Exception Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-12

18.3.1.3 General-Detect Exception Condition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.3.1.4 Single-Step Exception Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

18.3.1.5 Task-Switch Exception Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-13

18.3.2 Breakpoint Exception (#BP)—Interrupt Vector 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-13

18.4 LAST BRANCH RECORDING OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

18.5 LAST BRANCH, INTERRUPT, AND EXCEPTION RECORDING (INTEL

CORE

™

2 DUO AND

INTEL

ATOM

™

PROCESSOR FAMILY). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

18.5.1 IA32_DEBUGCTL MSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-15

18.5.2 LBR Stack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-17

18.5.3 BTS and Related Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-18

18.5.3.1 Freezing LBR and Performance Counters on PMI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-18

18.5.3.2 Debug Store (DS) Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-19

18.6 LAST BRANCH, INTERRUPT, AND EXCEPTION RECORDING (PROCESSORS BASED ON INTEL

NETBURST

MICROARCHITECTURE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-20

Vol. 3A xix

CONTENTS

PAGE

18.6.1 CPL-Qualified Branch Trace Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-21

18.6.2 MSR_DEBUGCTLA MSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-23

18.6.3 LBR Stack for Processors Based on Intel NetBurst Microarchitecture . . . . . . . . . . . . 18-24

18.6.3.1 LBR Stack and Intel

64 Processors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-25

18.6.4 Monitoring Branches, Exceptions, and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-25

18.6.5 Single-Stepping on Branches, Exceptions, and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-26

18.6.6 Branch Trace Messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-26

18.6.7 Last Exception Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-27

18.6.7.1 Last Exception Records and Intel 64 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-27

18.6.8 Branch Trace Store (BTS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-27

18.6.8.1 Detection of the BTS Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-27

18.6.8.2 Setting Up the DS Save Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-28

18.6.8.3 Setting Up the BTS Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-29

18.6.8.4 Setting Up CPL-Qualified BTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-30

18.6.8.5 Writing the DS Interrupt Service Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-31

18.7 LAST BRANCH, INTERRUPT, AND EXCEPTION RECORDING (INTEL

CORE

™

SOLO AND

INTEL

CORE

™

DUO PROCESSORS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-32

18.8 LAST BRANCH, INTERRUPT, AND EXCEPTION

RECORDING (PENTIUM M PROCESSORS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

18.9 LAST BRANCH, INTERRUPT, AND EXCEPTION

RECORDING (P6 FAMILY PROCESSORS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-36

18.9.1 DEBUGCTLMSR Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-36

18.9.2 Last Branch and Last Exception MSRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-37

18.9.3 Monitoring Branches, Exceptions, and Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-38

18.10 TIME-STAMP COUNTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-39

18.11 PERFORMANCE MONITORING OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-40

18.12 ARCHITECTURAL PERFORMANCE MONITORING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-42

18.12.1 Architectural Performance Monitoring Version 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-42

18.12.1.1 Architectural Performance Monitoring Version 1 Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-43

18.12.2 Additional Architectural Performance Monitoring Extensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-45

18.12.2.1 Architectural Performance Monitoring Version 2 Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-46

18.12.2.2 Architectural Performance Monitoring Version 3 Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-49

18.12.3 Pre-defined Architectural Performance Events. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-52

18.13 PERFORMANCE MONITORING (INTEL

CORE

™

SOLO AND INTEL

CORE

™

DUO

PROCESSORS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-54

18.14 PERFORMANCE MONITORING (PROCESSORS BASED ON INTEL

CORE

™

MICROARCHITECTURE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-56

18.14.1 Fixed-function Performance Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-58

18.14.2 Global Counter Control Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-59

18.14.3 At-Retirement Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-61

18.14.4 Precise Event Based Sampling (PEBS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-62

18.14.4.1 Setting up the PEBS Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-63

18.14.4.2 PEBS Record Format. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-63

18.14.4.3 Writing a PEBS Interrupt Service Routine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-63

18.15 PERFORMANCE MONITORING (PROCESSORS BASED ON INTEL

ATOM

™

MICROARCHITECTURE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-65

18.16 PERFORMANCE MONITORING (PROCESSORS

BASED ON INTEL NETBURST MICROARCHITECTURE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-66

18.16.1 ESCR MSRs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-70

18.16.2 Performance Counters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-72

18.16.3 CCCR MSRs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-73

18.16.4 Debug Store (DS) Mechanism. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-75

CONTENTS

xx Vol. 3A

PAGE

18.16.5 DS Save Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-76

18.16.5.1 DS Save Area and IA-32e Mode Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-79

18.16.6 Programming the Performance Counters

for Non-Retirement Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-81

18.16.6.1 Selecting Events to Count . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-82

18.16.6.2 Filtering Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-84

18.16.6.3 Starting Event Counting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-86

18.16.6.4 Reading a Performance Counter’s Count . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-86

18.16.6.5 Halting Event Counting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-87

18.16.6.6 Cascading Counters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-87

18.16.6.7 EXTENDED CASCADING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-88

18.16.6.8 Generating an Interrupt on Overflow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-90

18.16.6.9 Counter Usage Guideline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-90

18.16.7 At-Retirement Counting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-91

18.16.7.1 Using At-Retirement Counting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-92

18.16.7.2 Tagging Mechanism for Front_end_event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-93

18.16.7.3 Tagging Mechanism For Execution_event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-93

18.16.7.4 Tagging Mechanism for Replay_event. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-94

18.16.8 Precise Event-Based Sampling (PEBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-94

18.16.8.1 Detection of the Availability of the PEBS Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-95

18.16.8.2 Setting Up the DS Save Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-95

18.16.8.3 Setting Up the PEBS Buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-95

18.16.8.4 Writing a PEBS Interrupt Service Routine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-95

18.16.8.5 Other DS Mechanism Implications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-96

18.16.9 Operating System Implications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-96

18.17 PERFORMANCE MONITORING AND HYPER-THREADING TECHNOLOGY IN PROCESSORS

BASED ON INTEL NETBURST MICROARCHITECTURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-96

18.17.1 ESCR MSRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18-97

18.17.2 CCCR MSRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-98

18.17.3 IA32_PEBS_ENABLE MSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-100

18.17.4 Performance Monitoring Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-100

18.18 COUNTING CLOCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-102

18.18.1 Non-Halted Clockticks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-103

18.18.2 Non-Sleep Clockticks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-104

18.18.3 Incrementing the Time-Stamp Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-105

18.18.4 Non-Halted Reference Clockticks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-105

18.18.5 Cycle Counting and Opportunistic Processor Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-105

18.19 PERFORMANCE MONITORING, BRANCH PROFILING AND SYSTEM EVENTS . . . . . . . . . 18-106

18.20 PERFORMANCE MONITORING AND DUAL-CORE TECHNOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-107

18.21 PERFORMANCE MONITORING ON 64-BIT INTEL XEON PROCESSOR MP WITH UP TO 8-

MBYTE L3 CACHE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-107

18.22 PERFORMANCE MONITORING ON L3 AND CACHING BUS CONTROLLER SUB-SYSTEMS. . 18-

112

18.22.1 Overview of Performance Monitoring with L3/Caching Bus Controller. . . . . . . . . . 18-114

18.22.2 GBSQ Event Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-115

18.22.3 GSNPQ Event Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-117

18.22.4 FSB Event Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-119

18.22.4.1 FSB Sub-Event Mask Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-120

18.22.5 Common Event Control Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-121

18.23 PERFORMANCE MONITORING (P6 FAMILY PROCESSOR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-121

18.23.1 PerfEvtSel0 and PerfEvtSel1 MSRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-122

18.23.2 PerfCtr0 and PerfCtr1 MSRs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-124

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system verilog 1800-2012.pdf

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C# 使用 Spire.Pdf.dll 4.8.8 版本打印PDF代码，同时指定打印机名称

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