src/compiler/dmd/util/cpuid.d

   1 /**
   2  * Identify the characteristics of the host CPU.
   3  *
   4  * Implemented according to:
   5
   6 - AP-485 Intel(C) Processor Identification and the CPUID Instruction
   7         $(LINK http://www.intel.com/design/xeon/applnots/241618.htm)
   8
   9 - Intel(R) 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual, Volume 2A: Instruction Set Reference, A-M
  10         $(LINK http://developer.intel.com/design/pentium4/manuals/index_new.htm)
  11
  12 - AMD CPUID Specification Publication # 25481
  13         $(LINK http://www.amd.com/us-en/assets/content_type/white_papers_and_tech_docs/25481.pdf)
  14
  15 Example:
  16 ---
  17 import std.cpuid;
  18 import std.stdio;
  19
  20 void main()
  21 {
  22     writefln(std.cpuid.toString());
  23 }
  24 ---
  25
  26 AUTHORS:        Tomas Lindquist Olsen &lt;tomas@famolsen.dk&gt;
  27                 (slightly altered by Walter Bright)
  28 COPYRIGHT:      Public Domain
  29
  30  * BUGS:        Only works on x86 CPUs
  31  *
  32  * Macros:
  33  *      WIKI = Phobos/StdCpuid
  34  *      COPYRIGHT = Public Domain
  35  */
  36
  37 /*
  38  *  Modified by Sean Kelly for use with the D Runtime Project
  39  */
  40
  41 module rt.util.cpuid;
  42
  43 private import stdc.string;
  44
  45 version(D_InlineAsm_X86)
  46 {
  47     /// Returns vendor string
  48     char[] vendor()             {return vendorStr;}
  49     /// Returns processor string
  50     string processor()          {return processorStr;}
  51
  52     /// Is MMX supported?
  53     bool mmx()                  {return (flags&MMX_BIT)!=0;}
  54     /// Is FXSR supported?
  55     bool fxsr()                 {return (flags&FXSR_BIT)!=0;}
  56     /// Is SSE supported?
  57     bool sse()                  {return (flags&SSE_BIT)!=0;}
  58     /// Is SSE2 supported?
  59     bool sse2()                 {return (flags&SSE2_BIT)!=0;}
  60     /// Is SSE3 supported?
  61     bool sse3()                 {return (misc&SSE3_BIT)!=0;}
  62     /// Is SSSE3 supported?
  63     bool ssse3()                {return (misc&SSSE3_BIT)!=0;}
  64
  65     /// Is AMD 3DNOW supported?
  66     bool amd3dnow()             {return (exflags&AMD_3DNOW_BIT)!=0;}
  67     /// Is AMD 3DNOW Ext supported?
  68     bool amd3dnowExt()          {return (exflags&AMD_3DNOW_EXT_BIT)!=0;}
  69     /// Is AMD MMX supported?
  70     bool amdMmx()               {return (exflags&AMD_MMX_BIT)!=0;}
  71
  72     /// Is this an Intel Architecture IA64?
  73     bool ia64()                 {return (flags&IA64_BIT)!=0;}
  74     /// Is this an AMD 64?
  75     bool amd64()                {return (exflags&AMD64_BIT)!=0;}
  76
  77     /// Is hyperthreading supported?
  78     bool hyperThreading()       {return (flags&HTT_BIT)!=0;}
  79     /// Returns number of threads per CPU
  80     uint threadsPerCPU()        {return maxThreads;}
  81     /// Returns number of cores in CPU
  82     uint coresPerCPU()          {return maxCores;}
  83
  84     /// Is this an Intel processor?
  85     bool intel()                {return manufac==INTEL;}
  86     /// Is this an AMD processor?
  87     bool amd()                  {return manufac==AMD;}
  88
  89     /// Returns stepping
  90     uint stepping()             {return _stepping;}
  91     /// Returns model
  92     uint model()                {return _model;}
  93     /// Returns family
  94     uint family()               {return _family;}
  95     //uint processorType()      {return (signature>>>12)&0x3;}
  96
  97     static this()
  98     {
  99         getVendorString();
 100         getProcessorString();
 101         getFeatureFlags();
 102
 103         // stepping / family / model
 104         _stepping = signature&0xF;
 105         uint fbase = (signature>>>8)&0xF;
 106         uint fex = (signature>>>20)&0xFF;
 107         uint mbase = (signature>>>4)&0xF;
 108         uint mex = (signature>>>16)&0xF;
 109
 110         // vendor specific
 111         void function() threadFn;
 112         switch(vendorStr)
 113         {
 114             case "GenuineIntel":
 115                     manufac = INTEL;
 116                     threadFn = &getThreadingIntel;
 117                     if (fbase == 0xF)
 118                             _family = fbase+fex;
 119                     else
 120                             _family = fbase;
 121                     if (_family == 0x6 || _family == 0xF)
 122                             _model = mbase+(mex<<4);
 123                     else
 124                             _model = mbase;
 125                     break;
 126
 127             case "AuthenticAMD":
 128                     manufac = AMD;
 129                     threadFn = &getThreadingAMD;
 130                     if (fbase < 0xF)
 131                     {
 132                             _family = fbase;
 133                             _model = mbase;
 134                     }
 135                     else
 136                     {
 137                             _family = fbase+fex;
 138                             _model = mbase+(mex<<4);
 139                     }
 140                     break;
 141
 142             default:
 143                     manufac = OTHER;
 144         }
 145
 146         // threading details
 147         if (hyperThreading && threadFn !is null)
 148         {
 149                 threadFn();
 150         }
 151     }
 152
 153 private:
 154     // feature flags
 155     enum : uint
 156     {
 157             MMX_BIT = 1<<23,
 158             FXSR_BIT = 1<<24,
 159             SSE_BIT = 1<<25,
 160             SSE2_BIT = 1<<26,
 161             HTT_BIT = 1<<28,
 162             IA64_BIT = 1<<30
 163     }
 164     // feature flags misc
 165     enum : uint
 166     {
 167             SSE3_BIT = 1,
 168             SSSE3_BIT = 1<<9
 169     }
 170     // extended feature flags
 171     enum : uint
 172     {
 173             AMD_MMX_BIT = 1<<22,
 174             AMD64_BIT = 1<<29,
 175             AMD_3DNOW_EXT_BIT = 1<<30,
 176             AMD_3DNOW_BIT = 1<<31
 177     }
 178     // manufacturer
 179     enum
 180     {
 181             OTHER,
 182             INTEL,
 183             AMD
 184     }
 185
 186     uint flags, misc, exflags, apic, signature;
 187     uint _stepping, _model, _family;
 188
 189     char[12] vendorStr = 0;
 190     string processorStr = "";
 191
 192     uint maxThreads=1;
 193     uint maxCores=1;
 194     uint manufac=OTHER;
 195
 196     /* **
 197      * fetches the cpu vendor string
 198      */
 199     private void getVendorString()
 200     {
 201         char* dst = vendorStr.ptr;
 202         // puts the vendor string into dst
 203         asm
 204         {
 205             mov EAX, 0                  ;
 206             cpuid                       ;
 207             mov EAX, dst                ;
 208             mov [EAX], EBX              ;
 209             mov [EAX+4], EDX            ;
 210             mov [EAX+8], ECX            ;
 211         }
 212     }
 213
 214     private void getProcessorString()
 215     {
 216         char[48] buffer;
 217         char* dst = buffer.ptr;
 218         // puts the processor string into dst
 219         asm
 220         {
 221             mov EAX, 0x8000_0000        ;
 222             cpuid                       ;
 223             cmp EAX, 0x8000_0004        ;
 224             jb PSLabel                  ; // no support
 225             push EDI                    ;
 226             mov EDI, dst                ;
 227             mov EAX, 0x8000_0002        ;
 228             cpuid                       ;
 229             mov [EDI], EAX              ;
 230             mov [EDI+4], EBX            ;
 231             mov [EDI+8], ECX            ;
 232             mov [EDI+12], EDX           ;
 233             mov EAX, 0x8000_0003        ;
 234             cpuid                       ;
 235             mov [EDI+16], EAX           ;
 236             mov [EDI+20], EBX           ;
 237             mov [EDI+24], ECX           ;
 238             mov [EDI+28], EDX           ;
 239             mov EAX, 0x8000_0004        ;
 240             cpuid                       ;
 241             mov [EDI+32], EAX           ;
 242             mov [EDI+36], EBX           ;
 243             mov [EDI+40], ECX           ;
 244             mov [EDI+44], EDX           ;
 245             pop EDI                     ;
 246         PSLabel:                        ;
 247         }
 248
 249         if (buffer[0] == char.init) // no support
 250             return;
 251
 252         // seems many intel processors prepend whitespace
 253         processorStr = cast(string)strip(toString(dst)).dup;
 254     }
 255
 256     private void getFeatureFlags()
 257     {
 258         uint f,m,e,a,s;
 259         asm
 260         {
 261             mov EAX, 0                  ;
 262             cpuid                       ;
 263             cmp EAX, 1                  ;
 264             jb FeatLabel                ; // no support
 265             mov EAX, 1                  ;
 266             cpuid                       ;
 267             mov f, EDX                  ;
 268             mov m, ECX                  ;
 269             mov a, EBX                  ;
 270             mov s, EAX                  ;
 271
 272         FeatLabel:                      ;
 273             mov EAX, 0x8000_0000        ;
 274             cpuid                       ;
 275             cmp EAX, 0x8000_0001        ;
 276             jb FeatLabel2               ; // no support
 277             mov EAX, 0x8000_0001        ;
 278             cpuid                       ;
 279             mov e, EDX                  ;
 280
 281         FeatLabel2:
 282             ;
 283         }
 284         flags = f;
 285         misc = m;
 286         exflags = e;
 287         apic = a;
 288         signature = s;
 289     }
 290
 291     private void getThreadingIntel()
 292     {
 293         uint n;
 294         ubyte b = 0;
 295         asm
 296         {
 297             mov EAX, 0                  ;
 298             cpuid                       ;
 299             cmp EAX, 4                  ;
 300             jb IntelSingle              ;
 301             mov EAX, 4                  ;
 302             mov ECX, 0                  ;
 303             cpuid                       ;
 304             mov n, EAX                  ;
 305             mov b, 1                    ;
 306         IntelSingle:                    ;
 307         }
 308         if (b != 0)
 309         {
 310             maxCores = ((n>>>26)&0x3F)+1;
 311             maxThreads = (apic>>>16)&0xFF;
 312         }
 313         else
 314         {
 315             maxCores = maxThreads = 1;
 316         }
 317     }
 318
 319     private void getThreadingAMD()
 320     {
 321         ubyte n;
 322         ubyte b = 0;
 323         asm
 324         {
 325             mov EAX, 0x8000_0000        ;
 326             cpuid                       ;
 327             cmp EAX, 0x8000_0008        ;
 328             jb AMDSingle                ;
 329             mov EAX, 0x8000_0008        ;
 330             cpuid                       ;
 331             mov n, CL                   ;
 332             mov b, 1                    ;
 333         AMDSingle:                      ;
 334         }
 335         if (b != 0)
 336         {
 337             maxCores = n+1;
 338             maxThreads = (apic>>>16)&0xFF;
 339         }
 340         else
 341         {
 342             maxCores = maxThreads = 1;
 343         }
 344     }
 345
 346     /***************************************************************************
 347      * Support code for above, from std.string and std.ctype
 348      ***************************************************************************/
 349
 350     private
 351     {
 352         enum
 353         {
 354             _SPC =      8,
 355             _CTL =      0x20,
 356             _BLK =      0x40,
 357             _HEX =      0x80,
 358             _UC  =      1,
 359             _LC  =      2,
 360             _PNC =      0x10,
 361             _DIG =      4,
 362             _ALP =      _UC|_LC,
 363         }
 364
 365         ubyte _ctype[128] =
 366         [
 367                 _CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,
 368                 _CTL,_CTL|_SPC,_CTL|_SPC,_CTL|_SPC,_CTL|_SPC,_CTL|_SPC,_CTL,_CTL,
 369                 _CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,
 370                 _CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,_CTL,
 371                 _SPC|_BLK,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,
 372                 _PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,
 373                 _DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,
 374                 _DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,_DIG|_HEX,
 375                 _PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,
 376                 _PNC,_UC|_HEX,_UC|_HEX,_UC|_HEX,_UC|_HEX,_UC|_HEX,_UC|_HEX,_UC,
 377                 _UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,
 378                 _UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,_UC,
 379                 _UC,_UC,_UC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,
 380                 _PNC,_LC|_HEX,_LC|_HEX,_LC|_HEX,_LC|_HEX,_LC|_HEX,_LC|_HEX,_LC,
 381                 _LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,
 382                 _LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,_LC,
 383                 _LC,_LC,_LC,_PNC,_PNC,_PNC,_PNC,_CTL
 384         ];
 385
 386          /**
 387           * Returns !=0 if c is a space, tab, vertical tab, form feed,
 388           * carriage return, or linefeed.
 389           */
 390          int isspace(dchar c)  { return (c <= 0x7F) ? _ctype[c] & (_SPC) : 0; }
 391
 392         /*****************************************
 393          * Strips leading or trailing whitespace, or both.
 394          */
 395         char[] stripl(char[] s)
 396         {
 397             uint i;
 398
 399             for (i = 0; i < s.length; i++)
 400             {
 401             if (!isspace(s[i]))
 402                 break;
 403             }
 404             return s[i .. s.length];
 405         }
 406
 407         char[] stripr(char[] s) /// ditto
 408         {
 409             uint i;
 410
 411             for (i = s.length; i > 0; i--)
 412             {
 413             if (!isspace(s[i - 1]))
 414                 break;
 415             }
 416             return s[0 .. i];
 417         }
 418
 419         char[] strip(char[] s) /// ditto
 420         {
 421             return stripr(stripl(s));
 422         }
 423
 424         char[] toString(char* s)
 425         {
 426             return s ? s[0 .. strlen(s)] : null;
 427         }
 428
 429         string toString(invariant(char)* s)
 430         {
 431             return s ? s[0 .. strlen(s)] : null;
 432         }
 433     }
 434 }
 435 else
 436 {
 437     char[] vendor()             {return "unknown vendor"; }
 438     char[] processor()          {return "unknown processor"; }
 439
 440     bool mmx()                  {return false; }
 441     bool fxsr()                 {return false; }
 442     bool sse()                  {return false; }
 443     bool sse2()                 {return false; }
 444     bool sse3()                 {return false; }
 445     bool ssse3()                {return false; }
 446
 447     bool amd3dnow()             {return false; }
 448     bool amd3dnowExt()          {return false; }
 449     bool amdMmx()               {return false; }
 450
 451     bool ia64()                 {return false; }
 452     bool amd64()                {return false; }
 453
 454     bool hyperThreading()       {return false; }
 455     uint threadsPerCPU()        {return 0; }
 456     uint coresPerCPU()          {return 0; }
 457
 458     bool intel()                {return false; }
 459     bool amd()                  {return false; }
 460
 461     uint stepping()             {return 0; }
 462     uint model()                {return 0; }
 463     uint family()               {return 0; }
 464 }