即使设置了 PCE，用户模式下的 rdpmc 也无法工作

Question

根据维基百科条目以及英特尔手册，只要设置了

rdpmc

的

bit 8

，

CR4

就应该可用于用户模式进程。但是，即使设置了该位，当尝试从用户空间运行

general protection

时，我仍然遇到

rdpmc

错误。

我在 8 核

Intel X3470

内核

2.6.32-279.el6.x86_64

上运行。

这是我尝试执行的用户模式程序：

#define _GNU_SOURCE

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <inttypes.h>

#include <sched.h>
#include <assert.h>

uint64_t
read_pmc(int ecx)
{
    unsigned int a, d;
    __asm __volatile("rdpmc" : "=a"(a), "=d"(d) : "c"(ecx));
    return ((uint64_t)a) | (((uint64_t)d) << 32);
}

int main(int ac, char **av)
{
    uint64_t start, end;
    cpu_set_t cpuset;
    unsigned int c;
    int i;

    if (ac != 3) {
        fprintf(stderr, "usage: %s cpu-id pmc-num\n", av[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    i = atoi(av[1]);
    c = atoi(av[2]);
    
    CPU_ZERO(&cpuset);
        CPU_SET(i, &cpuset);
        assert(sched_setaffinity(0, sizeof(cpuset), &cpuset) == 0);

    printf("%lu\n", read_pmc(c));
    return 0;
}

这是设置该位并读出

CR4

的内核模块，以便我可以手动验证该位是否已设置。

/*  
 *  Enable PMC in user mode.
 */
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>



int init_module(void)
{
    typedef long unsigned int uint64_t;
    uint64_t output;
    // Set CR4, Bit 8  to enable PMC
__asm__("push   %rax\n\t"
                "mov    %cr4,%rax;\n\t"
                "or     $(1 << 7),%rax;\n\t"
                "mov    %rax,%cr4;\n\t"
                "wbinvd\n\t"
                "pop    %rax"
    );

    // Read back CR4 to check the bit.
    __asm__("\t mov %%cr4,%0" : "=r"(output));
    printk(KERN_INFO "%lu", output);

    return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
__asm__("push   %rax\n\t"
        "push   %rbx\n\t"
                "mov    %cr4,%rax;\n\t"
                "mov  $(1 << 7), %rbx\n\t"
                "not  %rbx\n\t"
                "and   %rbx, %rax;\n\t"
                "mov    %rax,%cr4;\n\t"
                "wbinvd\n\t"
                "pop    %rbx\n\t"
                "pop    %rax\n\t"
    ); 
}

Answer 1

显然，当英特尔说

Bit 8

时，他们指的是从右侧算起的第9位，因为他们的索引从

0

开始。将

$(1 << 7)

替换为

$(1 << 8)

可全局解决该问题，并允许从用户模式调用

rdpmc

。

这是更新后的内核模块，还使用

on_each_cpu

确保它已在每个内核上设置。

/*  
 *  Read PMC in kernel mode.
 */
#include <linux/module.h>   /* Needed by all modules */
#include <linux/kernel.h>   /* Needed for KERN_INFO */

static void printc4(void) {
    typedef long unsigned int uint64_t;
    uint64_t output;
    // Read back CR4 to check the bit.
    __asm__("\t mov %%cr4,%0" : "=r"(output));
    printk(KERN_INFO "%lu", output);
}

static void setc4b8(void * info) {
    // Set CR4, Bit 8 (9th bit from the right)  to enable
__asm__("push   %rax\n\t"
                "mov    %cr4,%rax;\n\t"
                "or     $(1 << 8),%rax;\n\t"
                "mov    %rax,%cr4;\n\t"
                "wbinvd\n\t"
                "pop    %rax"
    );

    // Check which CPU we are on:
    printk(KERN_INFO "Ran on Processor %d", smp_processor_id());
    printc4();
}

static void clearc4b8(void * info) {
    printc4();
__asm__("push   %rax\n\t"
        "push   %rbx\n\t"
                "mov    %cr4,%rax;\n\t"
                "mov  $(1 << 8), %rbx\n\t"
                "not  %rbx\n\t"
                "and   %rbx, %rax;\n\t"
                "mov    %rax,%cr4;\n\t"
                "wbinvd\n\t"
                "pop    %rbx\n\t"
                "pop    %rax\n\t"
    );
    printk(KERN_INFO "Ran on Processor %d", smp_processor_id());
}



int init_module(void)
{
    on_each_cpu(setc4b8, NULL, 0);
    return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
    on_each_cpu(clearc4b8, NULL, 0);
}

Answer 2

将“2”回显到 /sys/bus/event_source/devices/cpu/rdpmc 允许用户进程 通过 rdpmc 指令访问性能计数器。 请注意，行为已发生变化。在 4.0 之前，“1”表示“启用” 而表示“0”禁用。现在“1”表示仅允许具有活动性能事件的进程。更多详细信息：http://man7.org/linux/man-pages/man2/perf_event_open.2.html