Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developers Manual Volume 3A, System Programming Guide, Part 1

Vol. 3A xi
CONTENTS
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9.11.7.2 Authenticating the Update. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-49
9.11.8 Pentium 4, Intel Xeon, and P6 Family Processor
Microcode Update Specifications9-50
9.11.8.1 Responsibilities of the BIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-50
9.11.8.2 Responsibilities of the Calling Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-53
9.11.8.3 Microcode Update Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-56
9.11.8.4 INT 15H-based Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-56
9.11.8.5 Function 00H—Presence Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-57
9.11.8.6 Function 01H—Write Microcode Update Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-58
9.11.8.7 Function 02H—Microcode Update Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-63
9.11.8.8 Function 03H—Read Microcode Update Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-64
9.11.8.9 Return Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9-65
CHAPTER 10
MEMORY CACHE CONTROL
10.1 INTERNAL CACHES, TLBS, AND BUFFERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-1
10.2 CACHING TERMINOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-5
10.3 METHODS OF CACHING AVAILABLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-6
10.3.1 Buffering of Write Combining Memory Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10-9
10.3.2 Choosing a Memory Type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-10
10.3.3 Code Fetches in Uncacheable Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11
10.4 CACHE CONTROL PROTOCOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11
10.5 CACHE CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12
10.5.1 Cache Control Registers and Bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-13
10.5.2 Precedence of Cache Controls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-18
10.5.2.1 Selecting Memory Types for Pentium Pro and Pentium II Processors . . . . . . . . . 10-18
10.5.2.2 Selecting Memory Types for Pentium III and More Recent Processor Families . 10-20
10.5.2.3 Writing Values Across Pages with Different Memory Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-21
10.5.3 Preventing Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.4 Disabling and Enabling the L3 Cache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.5 Cache Management Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-22
10.5.6 L1 Data Cache Context Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-23
10.5.6.1 Adaptive Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24
10.5.6.2 Shared Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24
10.6 SELF-MODIFYING CODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-24
10.7 IMPLICIT CACHING (PENTIUM 4, INTEL XEON, AND P6 FAMILY PROCESSORS). . . . . . . . 10-25
10.8 EXPLICIT CACHING. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-26
10.9 INVALIDATING THE TRANSLATION LOOKASIDE BUFFERS (TLBS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-26
10.10 STORE BUFFER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
10.11 MEMORY TYPE RANGE REGISTERS (MTRRS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-27
10.11.1 MTRR Feature Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-29
10.11.2 Setting Memory Ranges with MTRRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-30
10.11.2.1 IA32_MTRR_DEF_TYPE MSR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-30
10.11.2.2 Fixed Range MTRRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-31
10.11.2.3 Variable Range MTRRs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-32
10.11.3 Example Base and Mask Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-35
10.11.3.1 Base and Mask Calculations for Greater-Than 36-bit Physical Address Support10-36
10.11.4 Range Size and Alignment Requirement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-37
10.11.4.1 MTRR Precedences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-37
10.11.5 MTRR Initialization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-38
10.11.6 Remapping Memory Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-38
10.11.7 MTRR Maintenance Programming Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-39