<sys/platform/x86.h>: Add SGX-KEYS support
[glibc.git] / manual / platform.texi
blob4453f6e1f4b0f9168bfbab09448c8305e408ad5b
1 @node Platform, Contributors, Maintenance, Top
2 @c %MENU% Describe all platform-specific facilities provided
3 @appendix Platform-specific facilities
5 @Theglibc{} can provide machine-specific functionality.
7 @menu
8 * PowerPC::           Facilities Specific to the PowerPC Architecture
9 * RISC-V::            Facilities Specific to the RISC-V Architecture
10 * X86::               Facilities Specific to the X86 Architecture
11 @end menu
13 @node PowerPC
14 @appendixsec PowerPC-specific Facilities
16 Facilities specific to PowerPC that are not specific to a particular
17 operating system are declared in @file{sys/platform/ppc.h}.
19 @deftypefun {uint64_t} __ppc_get_timebase (void)
20 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
21 Read the current value of the Time Base Register.
23 The @dfn{Time Base Register} is a 64-bit register that stores a monotonically
24 incremented value updated at a system-dependent frequency that may be
25 different from the processor frequency.  More information is available in
26 @cite{Power ISA 2.06b - Book II - Section 5.2}.
28 @code{__ppc_get_timebase} uses the processor's time base facility directly
29 without requiring assistance from the operating system, so it is very
30 efficient.
31 @end deftypefun
33 @deftypefun {uint64_t} __ppc_get_timebase_freq (void)
34 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtuinit{}}@asunsafe{@asucorrupt{:init}}@acunsafe{@acucorrupt{:init}}}
35 @c __ppc_get_timebase_freq=__get_timebase_freq @mtuinit @acsfd
36 @c  __get_clockfreq @mtuinit @asucorrupt:init @acucorrupt:init @acsfd
37 @c    the initialization of the static timebase_freq is not exactly
38 @c    safe, because hp_timing_t cannot be atomically set up.
39 @c   syscall:get_tbfreq ok
40 @c   open dup @acsfd
41 @c   read dup ok
42 @c   memcpy dup ok
43 @c   memmem dup ok
44 @c   close dup @acsfd
45 Read the current frequency at which the Time Base Register is updated.
47 This frequency is not related to the processor clock or the bus clock.
48 It is also possible that this frequency is not constant.  More information is
49 available in @cite{Power ISA 2.06b - Book II - Section 5.2}.
50 @end deftypefun
52 The following functions provide hints about the usage of resources that are
53 shared with other processors.  They can be used, for example, if a program
54 waiting on a lock intends to divert the shared resources to be used by other
55 processors.  More information is available in @cite{Power ISA 2.06b - Book II -
56 Section 3.2}.
58 @deftypefun {void} __ppc_yield (void)
59 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
60 Provide a hint that performance will probably be improved if shared resources
61 dedicated to the executing processor are released for use by other processors.
62 @end deftypefun
64 @deftypefun {void} __ppc_mdoio (void)
65 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
66 Provide a hint that performance will probably be improved if shared resources
67 dedicated to the executing processor are released until all outstanding storage
68 accesses to caching-inhibited storage have been completed.
69 @end deftypefun
71 @deftypefun {void} __ppc_mdoom (void)
72 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
73 Provide a hint that performance will probably be improved if shared resources
74 dedicated to the executing processor are released until all outstanding storage
75 accesses to cacheable storage for which the data is not in the cache have been
76 completed.
77 @end deftypefun
79 @deftypefun {void} __ppc_set_ppr_med (void)
80 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
81 Set the Program Priority Register to medium value (default).
83 The @dfn{Program Priority Register} (PPR) is a 64-bit register that controls
84 the program's priority.  By adjusting the PPR value the programmer may
85 improve system throughput by causing the system resources to be used
86 more efficiently, especially in contention situations.
87 The three unprivileged states available are covered by the functions
88 @code{__ppc_set_ppr_med} (medium -- default), @code{__ppc_set_ppc_low} (low)
89 and @code{__ppc_set_ppc_med_low} (medium low).  More information
90 available in @cite{Power ISA 2.06b - Book II - Section 3.1}.
91 @end deftypefun
93 @deftypefun {void} __ppc_set_ppr_low (void)
94 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
95 Set the Program Priority Register to low value.
96 @end deftypefun
98 @deftypefun {void} __ppc_set_ppr_med_low (void)
99 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
100 Set the Program Priority Register to medium low value.
101 @end deftypefun
103 Power ISA 2.07 extends the priorities that can be set to the Program Priority
104 Register (PPR).  The following functions implement the new priority levels:
105 very low and medium high.
107 @deftypefun {void} __ppc_set_ppr_very_low (void)
108 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
109 Set the Program Priority Register to very low value.
110 @end deftypefun
112 @deftypefun {void} __ppc_set_ppr_med_high (void)
113 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
114 Set the Program Priority Register to medium high value.  The medium high
115 priority is privileged and may only be set during certain time intervals by
116 problem-state programs.  If the program priority is medium high when the time
117 interval expires or if an attempt is made to set the priority to medium high
118 when it is not allowed, the priority is set to medium.
119 @end deftypefun
121 @node RISC-V
122 @appendixsec RISC-V-specific Facilities
124 Cache management facilities specific to RISC-V systems that implement the Linux
125 ABI are declared in @file{sys/cachectl.h}.
127 @deftypefun {void} __riscv_flush_icache (void *@var{start}, void *@var{end}, unsigned long int @var{flags})
128 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
129 Enforce ordering between stores and instruction cache fetches.  The range of
130 addresses over which ordering is enforced is specified by @var{start} and
131 @var{end}.  The @var{flags} argument controls the extent of this ordering, with
132 the default behavior (a @var{flags} value of 0) being to enforce the fence on
133 all threads in the current process.  Setting the
134 @code{SYS_RISCV_FLUSH_ICACHE_LOCAL} bit allows users to indicate that enforcing
135 ordering on only the current thread is necessary.  All other flag bits are
136 reserved.
137 @end deftypefun
139 @node X86
140 @appendixsec X86-specific Facilities
142 Facilities specific to X86 that are not specific to a particular
143 operating system are declared in @file{sys/platform/x86.h}.
145 @deftypefun {const struct cpuid_feature *} __x86_get_cpuid_feature_leaf (unsigned int @var{leaf})
146 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
147 Return a pointer to x86 CPU feature structure used by query macros for x86
148 CPU feature @var{leaf}.
149 @end deftypefun
151 @deftypefn Macro int CPU_FEATURE_PRESENT (@var{name})
152 This macro returns a nonzero value (true) if the processor has the feature
153 @var{name}.
154 @end deftypefn
156 @deftypefn Macro int CPU_FEATURE_ACTIVE (@var{name})
157 This macro returns a nonzero value (true) if the processor has the feature
158 @var{name} and the feature is active.  There may be other preconditions,
159 like sufficient stack space or further setup for AMX, which must be
160 satisfied before the feature can be used.
161 @end deftypefn
163 The supported processor features are:
165 @itemize @bullet
167 @item
168 @code{ACPI} -- Thermal Monitor and Software Controlled Clock Facilities.
170 @item
171 @code{ADX} -- ADX instruction extensions.
173 @item
174 @code{APIC} -- APIC On-Chip.
176 @item
177 @code{AES} -- The AES instruction extensions.
179 @item
180 @code{AESKLE} -- AES Key Locker instructions are enabled by OS.
182 @item
183 @code{AMD_IBPB} -- Indirect branch predictor barrier (IBPB) for AMD cpus.
185 @item
186 @code{AMD_IBRS} -- Indirect branch restricted speculation (IBPB) for AMD cpus.
188 @item
189 @code{AMD_SSBD} -- Speculative Store Bypass Disable (SSBD) for AMD cpus.
191 @item
192 @code{AMD_STIBP} -- Single thread indirect branch predictors (STIBP) for AMD cpus.
194 @item
195 @code{AMD_VIRT_SSBD} -- Speculative Store Bypass Disable (SSBD) for AMD cpus (older systems).
197 @item
198 @code{AMX_BF16} -- Tile computational operations on bfloat16 numbers.
200 @item
201 @code{AMX_INT8} -- Tile computational operations on 8-bit numbers.
203 @item
204 @code{AMX_TILE} -- Tile architecture.
206 @item
207 @code{ARCH_CAPABILITIES} -- IA32_ARCH_CAPABILITIES MSR.
209 @item
210 @code{AVX} -- The AVX instruction extensions.
212 @item
213 @code{AVX2} -- The AVX2 instruction extensions.
215 @item
216 @code{AVX_VNNI} -- The AVX-VNNI instruction extensions.
218 @item
219 @code{AVX512_4FMAPS} -- The AVX512_4FMAPS instruction extensions.
221 @item
222 @code{AVX512_4VNNIW} -- The AVX512_4VNNIW instruction extensions.
224 @item
225 @code{AVX512_BF16} -- The AVX512_BF16 instruction extensions.
227 @item
228 @code{AVX512_BITALG} -- The AVX512_BITALG instruction extensions.
230 @item
231 @code{AVX512_FP16} -- The AVX512_FP16 instruction extensions.
233 @item
234 @code{AVX512_IFMA} -- The AVX512_IFMA instruction extensions.
236 @item
237 @code{AVX512_VBMI} -- The AVX512_VBMI instruction extensions.
239 @item
240 @code{AVX512_VBMI2} -- The AVX512_VBMI2 instruction extensions.
242 @item
243 @code{AVX512_VNNI} -- The AVX512_VNNI instruction extensions.
245 @item
246 @code{AVX512_VP2INTERSECT} -- The AVX512_VP2INTERSECT instruction
247 extensions.
249 @item
250 @code{AVX512_VPOPCNTDQ} -- The AVX512_VPOPCNTDQ instruction extensions.
252 @item
253 @code{AVX512BW} -- The AVX512BW instruction extensions.
255 @item
256 @code{AVX512CD} -- The AVX512CD instruction extensions.
258 @item
259 @code{AVX512ER} -- The AVX512ER instruction extensions.
261 @item
262 @code{AVX512DQ} -- The AVX512DQ instruction extensions.
264 @item
265 @code{AVX512F} -- The AVX512F instruction extensions.
267 @item
268 @code{AVX512PF} -- The AVX512PF instruction extensions.
270 @item
271 @code{AVX512VL} -- The AVX512VL instruction extensions.
273 @item
274 @code{BMI1} -- BMI1 instructions.
276 @item
277 @code{BMI2} -- BMI2 instructions.
279 @item
280 @code{BUS_LOCK_DETECT} -- Bus lock debug exceptions.
282 @item
283 @code{CLDEMOTE} -- CLDEMOTE instruction.
285 @item
286 @code{CLFLUSHOPT} -- CLFLUSHOPT instruction.
288 @item
289 @code{CLFSH} -- CLFLUSH instruction.
291 @item
292 @code{CLWB} -- CLWB instruction.
294 @item
295 @code{CMOV} -- Conditional Move instructions.
297 @item
298 @code{CMPXCHG16B} -- CMPXCHG16B instruction.
300 @item
301 @code{CNXT_ID} -- L1 Context ID.
303 @item
304 @code{CORE_CAPABILITIES} -- IA32_CORE_CAPABILITIES MSR.
306 @item
307 @code{CX8} -- CMPXCHG8B instruction.
309 @item
310 @code{DCA} -- Data prefetch from a memory mapped device.
312 @item
313 @code{DE} -- Debugging Extensions.
315 @item
316 @code{DEPR_FPU_CS_DS} -- Deprecates FPU CS and FPU DS values.
318 @item
319 @code{DS} -- Debug Store.
321 @item
322 @code{DS_CPL} -- CPL Qualified Debug Store.
324 @item
325 @code{DTES64} -- 64-bit DS Area.
327 @item
328 @code{EIST} -- Enhanced Intel SpeedStep technology.
330 @item
331 @code{ENQCMD} -- Enqueue Stores instructions.
333 @item
334 @code{ERMS} -- Enhanced REP MOVSB/STOSB.
336 @item
337 @code{F16C} -- 16-bit floating-point conversion instructions.
339 @item
340 @code{FMA} -- FMA extensions using YMM state.
342 @item
343 @code{FMA4} -- FMA4 instruction extensions.
345 @item
346 @code{FPU} -- X87 Floating Point Unit On-Chip.
348 @item
349 @code{FSGSBASE} -- RDFSBASE/RDGSBASE/WRFSBASE/WRGSBASE instructions.
351 @item
352 @code{FSRCS} -- Fast Short REP CMP and SCA.
354 @item
355 @code{FSRM} -- Fast Short REP MOV.
357 @item
358 @code{FSRS} -- Fast Short REP STO.
360 @item
361 @code{FXSR} -- FXSAVE and FXRSTOR instructions.
363 @item
364 @code{FZLRM} -- Fast Zero-Length REP MOV.
366 @item
367 @code{GFNI} -- GFNI instruction extensions.
369 @item
370 @code{HLE} -- HLE instruction extensions.
372 @item
373 @code{HTT} -- Max APIC IDs reserved field is Valid.
375 @item
376 @code{HRESET} -- History reset.
378 @item
379 @code{HYBRID} -- Hybrid processor.
381 @item
382 @code{IBRS_IBPB} -- Indirect branch restricted speculation (IBRS) and
383 the indirect branch predictor barrier (IBPB).
385 @item
386 @code{IBT} -- Intel Indirect Branch Tracking instruction extensions.
388 @item
389 @code{INVARIANT_TSC} -- Invariant TSC.
391 @item
392 @code{INVPCID} -- INVPCID instruction.
394 @item
395 @code{KL} -- AES Key Locker instructions.
397 @item
398 @code{L1D_FLUSH} -- IA32_FLUSH_CMD MSR.
400 @item
401 @code{LA57} -- 57-bit linear addresses and five-level paging.
403 @item
404 @code{LAHF64_SAHF64} -- LAHF/SAHF available in 64-bit mode.
406 @item
407 @code{LAM} -- Linear Address Masking.
409 @item
410 @code{LM} -- Long mode.
412 @item
413 @code{LWP} -- Lightweight profiling.
415 @item
416 @code{LZCNT} -- LZCNT instruction.
418 @item
419 @code{MCA} -- Machine Check Architecture.
421 @item
422 @code{MCE} -- Machine Check Exception.
424 @item
425 @code{MD_CLEAR} -- MD_CLEAR.
427 @item
428 @code{MMX} -- Intel MMX Technology.
430 @item
431 @code{MONITOR} --  MONITOR/MWAIT instructions.
433 @item
434 @code{MOVBE} -- MOVBE instruction.
436 @item
437 @code{MOVDIRI} -- MOVDIRI instruction.
439 @item
440 @code{MOVDIR64B} -- MOVDIR64B instruction.
442 @item
443 @code{MPX} -- Intel Memory Protection Extensions.
445 @item
446 @code{MSR} -- Model Specific Registers RDMSR and WRMSR instructions.
448 @item
449 @code{MTRR} -- Memory Type Range Registers.
451 @item
452 @code{NX} -- No-execute page protection.
454 @item
455 @code{OSPKE} -- OS has set CR4.PKE to enable protection keys.
457 @item
458 @code{OSXSAVE} -- The OS has set CR4.OSXSAVE[bit 18] to enable
459 XSETBV/XGETBV instructions to access XCR0 and to support processor
460 extended state management using XSAVE/XRSTOR.
462 @item
463 @code{PAE} -- Physical Address Extension.
465 @item
466 @code{PAGE1GB} -- 1-GByte page.
468 @item
469 @code{PAT} -- Page Attribute Table.
471 @item
472 @code{PBE} -- Pending Break Enable.
474 @item
475 @code{PCID} -- Process-context identifiers.
477 @item
478 @code{PCLMULQDQ} -- PCLMULQDQ instruction.
480 @item
481 @code{PCONFIG} -- PCONFIG instruction.
483 @item
484 @code{PDCM} -- Perfmon and Debug Capability.
486 @item
487 @code{PGE} -- Page Global Bit.
489 @item
490 @code{PKS} -- Protection keys for supervisor-mode pages.
492 @item
493 @code{PKU} -- Protection keys for user-mode pages.
495 @item
496 @code{POPCNT} -- POPCNT instruction.
498 @item
499 @code{PREFETCHW} -- PREFETCHW instruction.
501 @item
502 @code{PREFETCHWT1} -- PREFETCHWT1 instruction.
504 @item
505 @code{PSE} -- Page Size Extension.
507 @item
508 @code{PSE_36} -- 36-Bit Page Size Extension.
510 @item
511 @code{PSN} -- Processor Serial Number.
513 @item
514 @code{PTWRITE} -- PTWRITE instruction.
516 @item
517 @code{RDPID} -- RDPID instruction.
519 @item
520 @code{RDRAND} -- RDRAND instruction.
522 @item
523 @code{RDSEED} -- RDSEED instruction.
525 @item
526 @code{RDT_A} -- Intel Resource Director Technology (Intel RDT) Allocation
527 capability.
529 @item
530 @code{RDT_M} -- Intel Resource Director Technology (Intel RDT) Monitoring
531 capability.
533 @item
534 @code{RDTSCP} -- RDTSCP instruction.
536 @item
537 @code{RTM} -- RTM instruction extensions.
539 @item
540 @code{RTM_ALWAYS_ABORT} -- Transactions always abort, making RTM unusable.
542 @item
543 @code{SDBG} -- IA32_DEBUG_INTERFACE MSR for silicon debug.
545 @item
546 @code{SEP} -- SYSENTER and SYSEXIT instructions.
548 @item
549 @code{SERIALIZE} -- SERIALIZE instruction.
551 @item
552 @code{SGX} -- Intel Software Guard Extensions.
554 @item
555 @code{SGX_KEYS} -- Attestation Services for SGX.
557 @item
558 @code{SGX_LC} -- SGX Launch Configuration.
560 @item
561 @code{SHA} -- SHA instruction extensions.
563 @item
564 @code{SHSTK} -- Intel Shadow Stack instruction extensions.
566 @item
567 @code{SMAP} -- Supervisor-Mode Access Prevention.
569 @item
570 @code{SMEP} -- Supervisor-Mode Execution Prevention.
572 @item
573 @code{SMX} -- Safer Mode Extensions.
575 @item
576 @code{SS} -- Self Snoop.
578 @item
579 @code{SSBD} -- Speculative Store Bypass Disable (SSBD).
581 @item
582 @code{SSE} -- Streaming SIMD Extensions.
584 @item
585 @code{SSE2} -- Streaming SIMD Extensions 2.
587 @item
588 @code{SSE3} -- Streaming SIMD Extensions 3.
590 @item
591 @code{SSE4_1} -- Streaming SIMD Extensions 4.1.
593 @item
594 @code{SSE4_2} -- Streaming SIMD Extensions 4.2.
596 @item
597 @code{SSE4A} -- SSE4A instruction extensions.
599 @item
600 @code{SSSE3} -- Supplemental Streaming SIMD Extensions 3.
602 @item
603 @code{STIBP} -- Single thread indirect branch predictors (STIBP).
605 @item
606 @code{SVM} -- Secure Virtual Machine.
608 @item
609 @code{SYSCALL_SYSRET} -- SYSCALL/SYSRET instructions.
611 @item
612 @code{TBM} -- Trailing bit manipulation instructions.
614 @item
615 @code{TM} -- Thermal Monitor.
617 @item
618 @code{TM2} -- Thermal Monitor 2.
620 @item
621 @code{TRACE} -- Intel Processor Trace.
623 @item
624 @code{TSC} -- Time Stamp Counter.  RDTSC instruction.
626 @item
627 @code{TSC_ADJUST} -- IA32_TSC_ADJUST MSR.
629 @item
630 @code{TSC_DEADLINE} -- Local APIC timer supports one-shot operation
631 using a TSC deadline value.
633 @item
634 @code{TSXLDTRK} -- TSXLDTRK instructions.
636 @item
637 @code{UINTR} -- User interrupts.
639 @item
640 @code{UMIP} -- User-mode instruction prevention.
642 @item
643 @code{VAES} -- VAES instruction extensions.
645 @item
646 @code{VME} -- Virtual 8086 Mode Enhancements.
648 @item
649 @code{VMX} -- Virtual Machine Extensions.
651 @item
652 @code{VPCLMULQDQ} -- VPCLMULQDQ instruction.
654 @item
655 @code{WAITPKG} -- WAITPKG instruction extensions.
657 @item
658 @code{WBNOINVD} -- WBINVD/WBNOINVD instructions.
660 @item
661 @code{WIDE_KL} -- AES wide Key Locker instructions.
663 @item
664 @code{X2APIC} -- x2APIC.
666 @item
667 @code{XFD} -- Extended Feature Disable (XFD).
669 @item
670 @code{XGETBV_ECX_1} -- XGETBV with ECX = 1.
672 @item
673 @code{XOP} -- XOP instruction extensions.
675 @item
676 @code{XSAVE} -- The XSAVE/XRSTOR processor extended states feature, the
677 XSETBV/XGETBV instructions, and XCR0.
679 @item
680 @code{XSAVEC} -- XSAVEC instruction.
682 @item
683 @code{XSAVEOPT} -- XSAVEOPT instruction.
685 @item
686 @code{XSAVES} -- XSAVES/XRSTORS instructions.
688 @item
689 @code{XTPRUPDCTRL} -- xTPR Update Control.
691 @end itemize
693 You could query if a processor supports @code{AVX} with:
695 @smallexample
696 #include <sys/platform/x86.h>
699 avx_present (void)
701   return CPU_FEATURE_PRESENT (AVX);
703 @end smallexample
705 and if @code{AVX} is active and may be used with:
707 @smallexample
708 #include <sys/platform/x86.h>
711 avx_active (void)
713   return CPU_FEATURE_ACTIVE (AVX);
715 @end smallexample