[发明专利]微处理器集成电路以及相关除错方法

说明书

技术领域

本发明是有关于微处理器的除错以及效能调校，特别是有关于服务处理器的除错以及效能调校。

背景技术

处理器包含一组微码例程(microcode routine)，这组微码例程会处于休眠状态，直到对控制暂存器的软件写入指令(例如：WRMSR指令)启动它。这组微码例程在此称为“追踪例程”(Tracer)，可作为对处理器进行除错(debug)以及效能调校(tune)的工具。一旦被启动，追踪例程可被各种事件触发，使其收集处理器状态信息，并将处理器状态信息写入至存储器中的指定地址，使处理器状态信息可被监控外部处理器总线的逻辑分析器所取得。状态信息可包含暂存器集；转译后备缓冲器(Translation-Lookaside Buffer，TLB)；高速缓存，例如数据高速缓存、分支目的地址高速缓存、层级2(level-2)高速缓存；处理器的私用(private)随机存取存储器(RAM)等等(请共同参照申请于2008年2月20日的美国专利字第12/034,503号申请案(CNTR.2349)，及其优先权案申请于2007年4月10日的美国专利字第60/910,982号临时申请案中的所有内容)。状态信息及其相关的其它信息(例如：时间信息)在此统称为登录信息(log information)或简称为登录。这些事件也可触发追踪例程去执行其它动作，例如清除各种状态(例如：写回(write-back)无效的快取、清除TLB、LRU阵列、分支预测信息)，或致使处理器对追踪例程所配置的私有系统管理模式(system management mode，以下简称SMM)地址做出系统管理中断(system management interrupt，以下简称SMI)。此类事件的范例包含：特定指令的执行(例如RDTSC(read time stamp counter，读取时间印记计数)、RDPMC(read performance monitoring counter，读取效能监控计数)、XSTORE(储存随机数)、MOV to CR(搬移至控制暂存器)、WRMSR(write tomode specific register，写入模式特定暂存器)、RDMSR(read to modespecific register，读取模式特定暂存器)、软件中断、SYSTENTER(systemcall enter，进入系统呼叫)/SYSEXIT(system call exit，离开系统呼叫)/SYSCALL(system call，系统呼叫)/SYSRET(system return，系统返回)、CPUID(CPU identification，中央处理器识别)、RSM(resume operation ofinterrupt program，恢复中断程序)、MWAIT(monitor wait，监控等待)、MONITOR(监控)、VMLAUNCH(virtual machine launch，虚拟机器启动)、VMRESUME(virtual machine resume，虚拟机器恢复)、IRET(instructionreturn，指令返回)、IN(输入)、OUT(输出)指令)；X86例外事件(exception)；SMI、INTR(interrupt，中断)、NMI(non-maskable interrupt，不可屏蔽中断)、STPCLK(stop clock，停止时钟)、A20中断；VM离开条件；机器检查；以及读/写APIC暂存器(advanced programmable interrupt controller，进阶可程序中断控制器)。

追踪例程是种功能非常强大的工具，然而，其有两个主要的限制。首先，追踪例程是实现为处理器中的微码指令。因此，通过执行追踪例程，处理器的状态将从追踪例程未被启动及触发的状态转变至另一状态。也就是说，追踪例程可能会破坏目前正进行除错或调校中的程序所建立的正常处理器状态，因此降低追踪例程的有用程度。举例来说，追踪例程可排除错误，也可能影响处理器的效能。其次，由于追踪例程为一组微码例程，追踪例程仅能于处理器执行以微码实现的指令时，或当硬件中断致使处理器执行微码例程时执行。然而，有些对除错或调校而言具有重要性的事件可能异步地发生于指令的执行时，亦即在指令执行当中，其中一些指令可能需要执行许多时钟周期，在此期间追踪例程无法执行。举例来说，处理器电压或总线时钟比率可能在任何时间产生变化，无论处理器正在执行何种指令，并且可能在指令或指令组执行过程中的任何时间点发生。

发明内容