Question

我想以编程方式禁用硬件预取。

来自Optimizing Application Performance on Intel® Core™ Microarchitecture Using Hardware-Implemented Prefetchers和 How to Choose between Hardware and Software Prefetch on 32-Bit Intel® Architecture，我需要更新MSR以禁用硬件预取。

以下是相关摘录：

“DPL Prefetch和L2 Streaming Prefetch设置也可以通过编程方式进行更改通过编写设备驱动程序实用程序来更改IA32_MISC_ENABLE中的位注册 - MSR 0x1A0。这样的实用程序提供启用或禁用预取的功能机制，无需任何服务器停机。

下表显示IA32_MISC_ENABLE MSR中为了控制DPL和L2 Streaming Prefetch而必须更改的位：

Prefetcher Type MSR (0x1A0) Bit Value 
DPL (Hardware Prefetch) Bit 9 0 = Enable 1 = Disable 
L2 Streamer (Adjacent Cache Line Prefetch) Bit 19 0 = Enable 1 = Disable"

我尝试使用http://etallen.com/msr.html，但这不起作用。我还尝试直接在wrmsr使用asm/msr.h但是段错误。我尝试在内核模块中执行此操作...并杀死了计算机。

顺便说一句 - 我使用的是内核2.6.18-92.el5，它在内核中链接了MSR：

$ grep -i msr /boot/config-$(uname -r)
CONFIG_X86_MSR=y
...

Answer 1

您可以使用msr-tools启用或禁用硬件预取程序 http://www.kernel.org/pub/linux/utils/cpu/msr-tools/。

以下启用硬件预取器（通过取消设置第9位）：

[root@... msr-tools-1.2]# ./wrmsr -p 0 0x1a0 0x60628e2089 
[root@... msr-tools-1.2]# ./rdmsr 0x1a0 
60628e2089

以下禁用硬件预取器（通过启用位9）：

[root@... msr-tools-1.2]# ./wrmsr -p 0 0x1a0 0x60628e2289 
[root@... msr-tools-1.2]# ./rdmsr 0x1a0 
60628e2289

以编程方式，您可以通过打开/dev/cpu/<cpunumber>/msr和以root身份执行此操作使用pwrite写入0x1a0偏移量的msr“文件”。

Answer 2

来自英特尔参考：
该指令必须在特权级别0或实地址模式下执行;否则，将生成一般保护异常#GP（0）。在ECX中指定保留或未实现的MSR地址也会导致一般性保护异常
...
CPUID指令应用于确定是否支持MSR（EDX [5] = 1）在使用本指令之前。

因此，您的错误可能与不支持MSR或使用错误的MSR地址的CPU有关
在内核源代码中有很多使用MSR的例子：

在内核源代码中，对于单个cpu，它演示了在arch / i386 / kernel / cpu / intel.c中禁用Xeon的预取，在函数中：

static void __cpuinit Intel_errata_workarounds（struct cpuinfo_x86 * c）

rdmsr函数参数是msr编号，指向低32位字的指针，以及指向高32位字的指针。
wrmsr函数参数是msr编号，低32位字值和高32位字值
多核或smp系统必须将cpu结构作为第一个参数传递：
void rdmsr_on_cpu（unsigned int cpu，u32 msr_no，u32 * l，u32 * h）;
void wrmsr_on_cpu（unsigned int cpu，u32 msr_no，u32 l，u32 h）;

Answer 3

2014年，英特尔发布了关于h / w prefetcher禁用的信息，其中包括Nehalem，Westmere，Sandy Bridge，Ivy Bridge，Haswell，Broadwell（以及可能更新的核心）的0x1a4 msr（1a4 msr）。 bholanath here找到了链接：

https://software.intel.com/en-us/articles/disclosure-of-hw-prefetcher-control-on-some-intel-processors披露部分英特尔处理器的H / W预取控制权 - Vish Viswanathan（英特尔），2014年9月24日

本文公开了MSR设置，可用于控制基于以下微体系结构的英特尔处理器上可用的各种h / w预取程序：Nehalem，Westmere，Sandy Bridge，Ivy Bridge，Haswell和Broadwell。

上述处理器支持4种类型的h / w预取程序，用于预取数据。有2个预取器与L1数据高速缓存（也称为DCU DCU预取器，DCU IP预取器）相关联，2个预取器与L2高速缓存相关联（L2硬件预取器，L2相邻高速缓存行预取器）

每个核心都有一个模型特定寄存器（MSR），地址为0x1A4，可用于控制这4个预取器。该寄存器中的0-3位可用于启用或禁用这些预取器。该MSR的其他位保留。

它们是每个CPU核心的本地核心，可以在msr linux内核驱动程序的帮助下由root进行更改。它们被英特尔用于使用英特尔MLC工具测量NUMA中的内存延迟：

例如，英特尔内存延迟检查工具（http://www.intel.com/software/mlc）通过写入MSR 0x1a4来修改预取程序，以测量准确的延迟并在退出时将它们恢复到原始状态。

Answer 4

我在这里添加一个答案，因为之前的答案可能不适用于所有英特尔处理器。

对于我的Intel Xeon 5650（06_2CH系列）处理器，manual chapter 35指定地址0x1A0的寄存器IA32_MISC_ENABLE的第10位至第8位保留。我想这意味着我无法在MSR上打开和关闭prefetcher。

根据英特尔员工here的回答：“英特尔尚未透露如何禁用Nehalem上的处理器上的预取程序。您需要使用BIOS中的选项禁用预取程序。”

如何以编程方式禁用硬件预取？

4 个答案: