所有內容來自intel官方手冊，章節號已給出。。。

一 ?以下內容來自（P279）：30.1 PERFORMANCE MONITORING OVERVIEW

從Pentium奔騰處理器開始，Intel引入了一組計數寄存器用于做系統性能監視（System Performance monitoring）。針對不同型號的CPU處理器，它們各自擁有的性能計數寄存器是不同的，因此，相對ISA標準的普通寄存器而言，這些寄存器被稱之為屬于PMU中的MSR寄存器。

注解：
PMU：Performance Monitoring Unit，性能監視單元
MSR：Model-Specific Register

性能計數器允許用戶對選定的處理器參數進行監視和統計，根據這些統計值進行系統調優。從Intel P6開始，性能監視機制得到了進一步的改進和增強，允許用戶選擇更廣泛的事件進行監控。在奔騰4以及至強處理器，又引入了新的性能監視機制和一組新的性能監視事件。

從Intel Core Solo and Intel Core Duo處理器開始，性能監視事件被分為兩類：
1，non-architectural?performance events（后文簡稱為特定架構事件、特定架構監視事件）
model-specific，即不同型號的處理器各自所擁有的不同事件。

2，architectural performance events（后文簡稱為架構兼容事件、架構兼容監視事件）
compatible among processor families，即在不同型號的處理器之間是兼容的事件。因為要提供各個型號處理器之間的兼容，因此這一類事件比較少。

二 ?以下內容來自（P280）：30.2 ARCHITECTURAL PERFORMANCE MONITORING

如果性能監視事件在不同微架構上的性能保存一致，那么它就是架構兼容事件。架構兼容事件可以在處理器發展過程中逐步增強，也就是可以認為架構兼容事件具有版本更新的概念，即在新型號的處理器上，提供的架構兼容事件可能要比舊型號的處理器要多，同一個架構兼容事件的功能可能也要更強大。通過CPUID.0AH可以獲取到當前處理器支持的架構兼容事件版本ID。

三 以下內容來自（P281）：30.2.1 Architectural Performance Monitoring Version 1

通過兩組寄存器來實現對架構兼容事件的使用，一組為事件選擇寄存器（IA32_PERFEVTSELx），一組為計數寄存器（IA32_PMCx），這兩組寄存器是一一對應的，另外，它們的個數也非常有限。

為了保證這兩組寄存器在各個架構之間兼容，它們有如下一些約定：
1，在各個微架構之間，IA32_PERFEVTSELx的bit位布局是一致的。
2，在各個微架構之間，IA32_PERFEVTSELx的地址是不變的。
3，在各個微架構之間，IA32_PMCx的地址是不變的。
4，每一個邏輯處理器擁有它自己的IA32_PERFEVTSELx和IA32_PMCx。也就是說，如果某一個處理器核上有兩個邏輯處理器，那么這兩個邏輯處理器擁有它各自的IA32_PERFEVTSELx和IA32_PMCx。

四 以下內容來自（P282）：30.2.1.1 Architectural Performance Monitoring Version 1 Facilities

每一個邏輯處理器擁有的MSR寄存器IA32_PERFEVTSELx和IA32_PMCx對數可以通過CPUID.0AH:EAX[15:8]獲取。這些MSR寄存器有如下一些特點：
1，IA32_PMCx寄存器的起始地址為0C1H，并且占據一塊連續的MSR地址空間。
對應到linux-3.7內核代碼為宏：

1	#define MSR_ARCH_PERFMON_PERFCTR0???????????????? 0xc1

2，IA32_PERFEVTSELx寄存器的起始地址為186H，并且占據一塊連續的MSR地址空間。從該地址開始的每一個IA32_PERFEVTSELx寄存器與從0C1H開始的IA32_PMCx寄存器一一對應。
對應到linux-3.7內核代碼為宏：

1	#define MSR_ARCH_PERFMON_EVENTSEL0?????????????? 0x186

3，通過CPUID.0AH:EAX[23:16]可獲取IA32_PMCx寄存器的bit位寬。

4，在各個微架構之間，IA32_PERFEVTSELx的bit位布局是一致的。

IA32_PERFEVTSELx寄存器的bit位布局如下：
0-7：Event select field，事件選擇字段
8-15：Unit mask (UMASK) field，事件檢測掩碼字段
16：USR (user mode) flag，設置僅對用戶模式（privilege levels 1, 2 or 3）進行計數，可以和OS flag一起使用。
17：OS (operating system mode) flag，設置僅對內核模式（privilege levels 0）進行計數，可以和USR flag一起使用。
18：E (edge detect) flag
19：PC (pin control) flag，如果設置為1，那么當性能監視事件發生時，邏輯處理器就會增加一個計數并且“toggles the PMi pins”；如果清零，那么當性能計數溢出時，處理器就會“toggles the PMi pins”。“toggles the PMi pins”不好翻譯，其具體定義為：“The toggling of a pin is defined as assertion of the pin for a single bus clock followed by deassertion.”，對于此處，我的理解也就是把PMi針腳激活一下，從而觸發一個PMI中斷。
20：INT (APIC interrupt enable) flag，如果設置為1，當性能計數溢出時，就會通過local APIC來觸發邏輯處理器產生一個異常。
21：保留
22：EN (Enable Counters) Flag，如果設置為1，性能計數器生效，否則被禁用。
23：INV (invert) flag，控制是否對Counter mask結果進行反轉。
24-31：Counter mask (CMASK) field，如果該字段不為0，那么只有在單個時鐘周期內發生的事件數大于等于該值時，對應的計數器才自增1。這就可以用于統計每個時鐘周期內發生多次的事件。如果該字段為0，那么計數器就以每時鐘周期按具體發生的事件數進行增長。
32-63：保留

對應到linux-3.7內核代碼的相關宏為：

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#define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_EVENT???????? 0x000000FFULL #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_UMASK???????? 0x0000FF00ULL #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_USR?????????? (1ULL << 16) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_OS??????????? (1ULL << 17) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_EDGE????????? (1ULL << 18) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_PIN_CONTROL?????? (1ULL << 19) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_INT?????????? (1ULL << 20) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_ANY?????????? (1ULL << 21) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_ENABLE??????????? (1ULL << 22) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_INV?????????? (1ULL << 23) #define ARCH_PERFMON_EVENTSEL_CMASK???????? 0xFF000000ULL

五 以下內容來自（P284）：30.2.2 Additional Architectural Performance Monitoring Extensions

第二個版本的架構兼容監視機制包含如下增強特性：
1，提供有三個固定功能的性能計數器，IA32_FIXED_CTR0、IA32_FIXED_CTR1和IA32_FIXED_CTR2，每一個固定功能性能計數器一次只能統計一個事件。通過寫位于地址38DH的IA32_FIXED_CTR_CTRL寄存器bit位來配置這些固定功能性能計數器，而不再是像通用IA32_PMCx性能計數器那樣，通過對應IA32_PERFEVTSELx寄存器來配置。
對應到linux-3.7內核代碼的相關宏為：

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/* ?* All 3 fixed-mode PMCs are configured via this single MSR: ?*/ #define MSR_ARCH_PERFMON_FIXED_CTR_CTRL 0x38d ? /* ?* The counts are available in three separate MSRs: ?*/ ? /* Instr_Retired.Any: */ #define MSR_ARCH_PERFMON_FIXED_CTR0 0x309 #define INTEL_PMC_IDX_FIXED_INSTRUCTIONS??? (INTEL_PMC_IDX_FIXED + 0) ? /* CPU_CLK_Unhalted.Core: */ #define MSR_ARCH_PERFMON_FIXED_CTR1 0x30a #define INTEL_PMC_IDX_FIXED_CPU_CYCLES? (INTEL_PMC_IDX_FIXED + 1) ? /* CPU_CLK_Unhalted.Ref: */ #define MSR_ARCH_PERFMON_FIXED_CTR2 0x30b #define INTEL_PMC_IDX_FIXED_REF_CYCLES? (INTEL_PMC_IDX_FIXED + 2) #define INTEL_PMC_MSK_FIXED_REF_CYCLES? (1ULL << INTEL_PMC_IDX_FIXED_REF_CYCLES) ? /* ?* We model BTS tracing as another fixed-mode PMC. ?* ?* We choose a value in the middle of the fixed event range, since lower ?* values are used by actual fixed events and higher values are used ?* to indicate other overflow conditions in the PERF_GLOBAL_STATUS msr. ?*/ #define INTEL_PMC_IDX_FIXED_BTS???????????? (INTEL_PMC_IDX_FIXED + 16)

2，簡化的事件編程，一般的編程操作也就是啟用事件計數、禁用事件計數、檢測計數溢出，因此提供有三個專門的架構兼容MSR寄存器：
IA32_PERF_GLOBAL_CTRL：允許軟件通過一條WRMSR指令實現對所有或任何組合的IA32_FIXED_CTRx或任意IA32_PMCx進行啟用或禁用事件計數的操作。
IA32_PERF_GLOBAL_STATUS：允許軟件通過一條RDMSR指令實現對任何組合的IA32_FIXED_CTRx或任意IA32_PMCx的溢出狀態的查詢操作。
IA32_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL：允許軟件通過一條WRMSR指令實現對任何組合的IA32_FIXED_CTRx或任意IA32_PMCx的溢出狀態的清除操作。

對應到linux-3.7內核代碼的相關宏為：

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/* Intel Core-based CPU performance counters */ #define MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0??? 0x00000309 #define MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR1??? 0x0000030a #define MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR2??? 0x0000030b #define MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL??? 0x0000038d #define MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS 0x0000038e #define MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL?? 0x0000038f #define MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL?? 0x00000390

參考：
http://blog.csdn.net/gengshenghong/article/details/7383438
http://blog.csdn.net/gengshenghong/article/details/7384862

轉載地址：http://lenky.info/2013/02/23/intel-%e6%80%a7%e8%83%bd%e7%9b%91%e8%a7%86%e5%99%a8/?或?http://lenky.info/?p=2207

總結

以上是生活随笔為你收集整理的intel 性能监控计数器PMC寄存器详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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