XSAVE

アーキテクチャリファレンスFeex

XSAVEは、ベクトルレジスタなどのプロセッサ状態を保存するための拡張可能なx86メカニズムです。ハードウェアサポート、OSの有効化、および有効化された状態コンポーネントは、それぞれ別個の問題です。

確認しておくべき要点

仕組み

XSAVEアーキテクチャは、列挙された状態レイアウトとマスクを使用して、どのコンポーネントが有効化され保存されるかを記述します。CPUIDリーフ0DHは、サポートされているコンポーネントとサイズを記述します。XCR0は対象となるユーザー状態コンポーネントを制御し、OSXSAVEはオペレーティングシステムがXSAVE環境を有効にしたことをソフトウェアに伝えます。

有用な場面

AVXを使用できるかどうかを判断するランタイムには、プロセッサのAVXビットとOSで有効化されたXMM/YMM状態の両方が必要です。コンテキストまたはシグナルの実装では、従来の固定サイズバッファで十分であると想定するのではなく、有効化された状態に従ってスペースを割り当てる必要があります。

サポートと有効化の確認方法

XSAVEについてはCPUID.01H:ECXビット26を、OSXSAVEについてはビット27を確認してください。その後でのみ許可されている通りにXGETBVを使用し、必要なXCR0ビットを検査してください。別のマシンのサイズをハードコードするのではなく、状態レイアウトのためにリーフ0DHを列挙してください。

ステート管理機能は、主にOSとランタイムの責務です。バッファ、マスク、コンポーネントサイズ、アライメント、および復元ルールは、アーキテクチャおよび実行モードと一致している必要があります。サブセットのみを退避すると、追加で有効化されたステートを使用するコードが破損する可能性があります。

この機能が確立しない事項

XSAVEサポートそれ自体は、AVX、AVX-512、またはAMXが使用可能であることを意味しません。必要なサポートとOSの有効化を確立する前にXGETBVを使用してはなりません。異なるXSAVEファミリーの命令には、個別の列挙規則とレイアウト規則があります。

実際の互換性とパフォーマンス

アプリケーションレベルの機能検出では、可能な限り保守されたランタイムインターフェイスを使用する必要があります。ハードウェアのサポートとOSの有効化、そして動的機能についてはプロセスの権限を区別してください。CPUの表記だけでは、任意の退避/復元シーケンスが正しいことを証明できません。

実践的な検証チェックリスト

関係する正確なプロセッサまたはプラットフォームのモデル、ならびにアプリケーション、OS、ランタイムのバージョンを記録してください。実際のエラーや要件の文言をそのまま保持してください。
その正確なモデルの製造元リファレンスを確認し、プログラムが実行される環境で実効的な機能と有効化状態を検査してください。
選択したバイナリまたはバックエンドのすべての要件を比較してください。類似した名前の機能、エイリアス、または広範な技術表記だけでは不十分です。
アプリケーションが意図した実装を選択したことを確認してください。要件が満たされていない場合は、文書化された診断機能とサポートされているフォールバックを使用してください。
一度に1つのサポート対象の変更のみを行い、同じワークロードを繰り返してください。元の構成と復旧手順を常に利用可能な状態にしておいてください。

機能が記載されているにもかかわらずソフトウェアで使用できない場合

正確にどのコンポーネントが失敗しているかから調査を開始してください。ハードウェアデータベースに記載されているのは記録された機能です。オペレーティングシステムまたはハイパーバイザーは、異なる実効環境を公開することがあります。破損や無関係な未サポート命令でも同様の症状が発生する可能性があるため、不正命令エラーの場合も実際にフォールトの原因となった命令とバイナリビルドの調査が必要です。

正確なプラットフォーム向けにサポートされているアプリケーション、ドライバ、またはランタイムのバージョンをインストールし、必要に応じてベンダーが文書化しているベースラインまたはフォールバックビルドを使用してください。ソフトウェアアップデートによってプロセッサに欠落している命令を作り出すことはできません。ファームウェアおよびセキュリティポリシーの変更は、一般的な最適化レシピではなく、システム製造元の手順と復旧計画に従う必要があります。

本説明のソースと対象範囲

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Linuxカーネル: ユーザー空間でのXSTATE機能の使用

これらのリファレンスは、アーキテクチャの動作およびソフトウェア要件を規定しています。リンクされたハードウェアモデルページのすべての機能値を個別に検証するものではありません。モデルのサポート状況については、そのページの製造元エビデンスを使用し、実際の実効システム構成を確認してください。この記事はベンチマーク、認定、または独立したレビュー日を提供するものではありません。

出典と検証

エディトリアル所有権: Feex。独立したレビュー日は記録されていません。調査方法.

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · 第1巻および第2巻では指定された命令ファミリおよびCPUIDについて説明し、第3巻では状態、ページング、VMX、保護制御について説明しています。アーキテクチャドキュメントは、特定のモデルに対するサポートを確定するものではありません。
Linuxカーネル: ユーザー空間でのXSTATE機能の使用 · OSで有効化されたベクトル状態、動的に有効化されるタイル状態、シグナルスタック要件、およびAMXパーミッションフロー。Linux固有の動作は、他のOSに関する保証ではありません。

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