POWERPC ELF HWCAPs¶

本文档描述了 powerpc ELF HWCAPs 的用法和语义。

1. 简介¶

某些硬件或软件特性仅在部分 CPU 实现上可用，或者/且需要特定的内核配置，但用户空间代码没有其他可用的发现机制。内核通过一组称为 HWCAPs 的标志向用户空间暴露这些特性的存在，这些标志在辅助向量（auxiliary vector）中暴露。

用户空间软件可以通过获取辅助向量的 AT_HWCAP 或 AT_HWCAP2 条目，并测试相关标志是否被设置来检测特性，例如

bool floating_point_is_present(void)
{
        unsigned long HWCAPs = getauxval(AT_HWCAP);
        if (HWCAPs & PPC_FEATURE_HAS_FPU)
                return true;

        return false;
}

如果软件依赖于 HWCAP 所描述的特性，在尝试使用该特性之前，它应该检查相关的 HWCAP 标志以验证该特性是否存在。

相比于通过其他可能不可靠或会导致不可预测行为的手段进行探测，HWCAP 是测试特性是否存在首选方法。

针对特定平台的软件不一定需要测试必需或隐含的特性。例如，如果程序需要 FPU、VMX、VSX，则无需测试这些 HWCAP，并且如果编译器生成的代码需要这些特性，那么这样做可能也是不可能的。

2. 设施¶

Power ISA 使用术语“设施”（facility）来描述一类指令、寄存器、中断等。设施的有无表明该类设施是否可供使用，但具体细节取决于 ISA 版本。例如，如果 VSX 设施可用，在 v3.0B 和 v3.1B ISA 版本之间可使用的 VSX 指令会有所不同。

3. 类别¶

v3.0 之前的 Power ISA 使用术语“类别”（category）来描述某些可能是可选的或互斥的指令类和操作模式，HWCAP 标志的确切含义可能取决于上下文，例如，BOOKE 特性的存在意味着未实现服务器类别。

4. HWCAP 分配¶

HWCAP 的分配如《Power Architecture 64-Bit ELF V2 ABI 规范》中所述（这将在内核的 uapi 头文件中体现）。

5. AT_HWCAP 中暴露的 HWCAP¶

PPC_FEATURE_32

32 位 CPU

PPC_FEATURE_64

64 位 CPU（用户空间可能运行在 32 位模式下）。

PPC_FEATURE_601_INSTR

处理器是 PowerPC 601。自提交 f0ed73f3fa2c（“powerpc: Remove PowerPC 601”）以来在内核中未被使用

PPC_FEATURE_HAS_ALTIVEC

向量（又称 Altivec、VMX）设施可用。

PPC_FEATURE_HAS_FPU

浮点设施可用。

PPC_FEATURE_HAS_MMU

内存管理单元存在且已启用。

PPC_FEATURE_HAS_4xxMAC

处理器属于 40x 或 44x 系列。自提交 732b32daef80（“powerpc: Remove core support for 40x”）以来在内核中未被使用

PPC_FEATURE_UNIFIED_CACHE

处理器具有用于指令和数据的统一 L1 缓存，如 NXP e200 中所见。自提交 39c8bf2b3cc1（“powerpc: Retire e200 core (mpc555x processor)”）以来在内核中未被使用

PPC_FEATURE_HAS_SPE

信号处理引擎设施可用。

PPC_FEATURE_HAS_EFP_SINGLE

嵌入式浮点单精度操作可用。

PPC_FEATURE_HAS_EFP_DOUBLE

嵌入式浮点双精度操作可用。

PPC_FEATURE_NO_TB

时基设施（mftb 指令）不可用。这是一个 601 特定的 HWCAP，因此如果通过其他 HWCAP 或其他手段已知正在运行的处理器不是 601，则在使用时基之前无需测试此位。自提交 f0ed73f3fa2c（“powerpc: Remove PowerPC 601”）以来在内核中未被使用

PPC_FEATURE_POWER4

处理器是 POWER4 或 PPC970/FX/MP。自提交 471d7ff8b51b（“powerpc/64s: Remove POWER4 support”）以来，内核已放弃对 POWER4 的支持

PPC_FEATURE_POWER5

处理器是 POWER5。

PPC_FEATURE_POWER5_PLUS

处理器是 POWER5+。

PPC_FEATURE_CELL

处理器是 Cell。

PPC_FEATURE_BOOKE

处理器实现了嵌入式类别（“BookE”）架构。

PPC_FEATURE_SMT

处理器实现了 SMT。

PPC_FEATURE_ICACHE_SNOOP

处理器的指令缓存与数据缓存保持一致，并且为了通过特定序列执行指令，可以使指令存储与数据存储保持一致（如例如 POWER9 处理器用户手册 4.6.2.2 节“指令缓存块无效化 (icbi)”中所述）

sync
icbi (to any address)
isync

PPC_FEATURE_ARCH_2_05

处理器支持 v2.05 用户级架构。支持后续架构的处理器不会设置此特性。

PPC_FEATURE_PA6T

处理器是 PA6T。

PPC_FEATURE_HAS_DFP

DFP 设施可用。

PPC_FEATURE_POWER6_EXT

处理器是 POWER6。

PPC_FEATURE_ARCH_2_06

处理器支持 v2.06 用户级架构。支持后续架构的处理器也会设置此特性。

PPC_FEATURE_HAS_VSX

VSX 设施可用。

PPC_FEATURE_PSERIES_PERFMON_COMPAT

处理器支持 0xE0-0xFF 范围内的架构化 PMU 事件。

PPC_FEATURE_TRUE_LE

处理器支持真正的小端模式。

PPC_FEATURE_PPC_LE

处理器支持“PowerPC 小端”，它使用地址混杂来使存储访问表现为小端序，但数据以不同的格式存储，不适合在此模式下未运行的其他代理进行访问。

6. AT_HWCAP2 中暴露的 HWCAP¶

PPC_FEATURE2_ARCH_2_07: 处理器支持 v2.07 用户级架构。支持后续架构的处理器也会设置此特性。
PPC_FEATURE2_HTM: 事务内存特性可用。
PPC_FEATURE2_DSCR: DSCR 设施可用。
PPC_FEATURE2_EBB: EBB 设施可用。
PPC_FEATURE2_ISEL: isel 指令可用。该指令已被 ARCH_2_07 及更高版本取代。
PPC_FEATURE2_TAR: TAR 设施可用。
PPC_FEATURE2_VEC_CRYPTO: v2.07 加密指令可用。
PPC_FEATURE2_HTM_NOSC: 如果在事务状态下调用系统调用，系统调用将会失败，参见 Power Architecture 64-bit Linux system call ABI
PPC_FEATURE2_ARCH_3_00: 处理器支持 v3.0B / v3.0C 用户级架构。支持后续架构的处理器也会设置此特性。
PPC_FEATURE2_HAS_IEEE128: 通过 VSX 四精度指令和数据类型支持 IEEE 128 位二进制浮点数。
PPC_FEATURE2_DARN: darn 指令可用。
PPC_FEATURE2_SCV: 可以使用 scv 0 指令进行系统调用，参见 Power Architecture 64-bit Linux system call ABI。
PPC_FEATURE2_HTM_NO_SUSPEND: 提供了一个不支持挂起的有限事务内存设施，参见 Transactional Memory support。
PPC_FEATURE2_ARCH_3_1: 处理器支持 v3.1 用户级架构。支持后续架构的处理器也会设置此特性。
PPC_FEATURE2_MMA: MMA 设施可用。

Linux 内核

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