DSCR（数据流控制寄存器）

powerpc 中的 DSCR 寄存器允许用户对处理器中的数据流预取进行一些控制。请参阅 ISA 文档或相关手册，了解有关如何使用此 DSCR 来获得对预取的控制的更详细信息。本文档概述了内核对 DSCR 的支持、相关的内核对象、其功能和导出的用户界面。

  1. 数据结构

    1. thread_struct

      dscr            /* Thread DSCR value */
dscr_inherit    /* Thread has changed default DSCR */

    2. PACA

      dscr_default    /* per-CPU DSCR default value */

    3. sysfs.c

      dscr_default    /* System DSCR default value */

  2. 调度程序更改

    如果线程的 dscr_inherit 值已清除（这意味着它尚未更改默认 DSCR），则调度程序会将存储在 CPU 的 PACA 值中的每个 CPU 的 DSCR 默认值写入寄存器。如果设置了 dscr_inherit 值，这意味着它已更改默认 DSCR 值，则调度程序会将更改的值写入寄存器（该值现在将包含在线程结构的 dscr 中），而不是基于每个 CPU 默认的 PACA 的 DSCR 值。

    注意：请注意，系统范围内的全局 DSCR 值永远不会在调度程序进程上下文切换中直接使用。

  3. SYSFS 接口

    • 全局 DSCR 默认值：/sys/devices/system/cpu/dscr_default

    • CPU 特定 DSCR 默认值：/sys/devices/system/cpu/cpuN/dscr

    更改 sysfs 中的全局 DSCR 默认值将立即更改其 PACA 结构中的所有 CPU 特定 DSCR 默认值。 同样，如果当前进程的 dscr_inherit 清除，它也会立即将新值写入每个 CPU 的 DSCR 寄存器，并更新当前线程的 DSCR 值。

    更改 sysfs 中的 CPU 特定 DSCR 默认值与上述操作完全相同，但与上述全局 DSCR 默认值不同，它仅更改该特定 CPU 的内容，而不是系统中所有 CPU 的内容。

  4. 用户空间指令

    可以使用为此目的提供的以下两个 SPR 编号中的任何一个，在用户空间中访问 DSCR 寄存器。

    1. 问题状态 SPR：0x03（非特权，仅 POWER8）

    2. 特权状态 SPR：0x11（特权）

    从用户空间通过特权 SPR 编号 (0x11) 访问 DSCR 有效，因为它是在内核中遵循非法指令异常进行模拟的。 mfspr 和 mtspr 指令都进行了模拟。

    从用户空间通过用户级别 SPR (0x03) 访问 DSCR 将首先创建一个 facility unavailable 异常。 在此异常处理程序中，所有基于 mfspr 指令的读取尝试都将进行模拟并返回，而第一个基于 mtspr 指令的写入尝试将通过在 FSCR 寄存器中设置 DSCR facility 来为下一次启用 DSCR facility（用于读取和写入）。

  5. 关于“dscr_inherit”的细节

    线程结构元素“dscr_inherit”表示有问题的线程是否尝试并使用以下任何方法更改了 DSCR 本身。 此元素表示线程是否要在内核中使用 CPU 默认 DSCR 值或其自身更改的 DSCR 值。

    1. mtspr 指令（SPR 编号 0x03）

    2. mtspr 指令（SPR 编号 0x11）

    3. ptrace 接口（显式设置用户 DSCR 值）

    在此事件之后创建的进程的任何子进程也继承了相同的行为。