检测CPU的simd指令集

原创
飞起转圈
2023-06-09
165
C++

检测CPU的simd指令集

在X86下用C++完成

如何检测CPU支持的指令集，这是个有趣的问题。
起因是我在写一个用simd加速向量计算的库。
我找了很久，发现了一个C函数，叫做void __cpuid(int[4], int);，在头文件<intrin.h>中
这里我觉得有必要引入一个概念，叫intrinsic function，它指的是一类可以直接从C函数翻译成对应汇编指令的函数。相比汇编来说，使用者不用去管寄存器，调用约定，只要把参数传给Intrinsic function就行了。

__cpuid函数就是这么一个intrinsic，其对应的汇编指令为CPUID。

CPUID的用法是：先往EAX中输入一个参数，然后CPU会往四个寄存器EAX,EBX,ECX,EDX返回对应的信息。

__cpuid函数的第一个参数int[4]代表了四个寄存器，EAX,EBX,ECX,EDX，在这里是作为返回值用的，第二个参数int代表了EAX，这里是作为输入参数。
对于输入什么，返回什么，什么代表什么，我找了参考的资料 : cpuid

有个最简单的把戏：往eax里输入00H，然后就会按EBX，EDX，ECX的顺序返回CPU的制造商

int rgstr[4];
memset(rgstr, 0x00000000, 4 * sizeof(int));
__cpuid(rgstr, 0x00000000);
char vendor[17];
memset(vendor, '\0', 14);
memcpy(vendor, rgstr + 1, sizeof(int));
memcpy(vendor + sizeof(int), rgstr + 3, sizeof(int));
memcpy(vendor + 2 * sizeof(int), rgstr + 2, sizeof(int));

如果输出字符数组vendor就能看到结果：
GenuineIntel
当然这是Intel cpu的输出
对于AMD会输出 : AuthenticAMD

检测SIMD指令集

首先，把EAX输入01H
也就是：

__cpuid(rgstr, 0x00000001);

然后根据参考资料上的figure3-7可以知道哪个寄存器的哪一位代表了什么。
比如说从表里可知，ECX的第0位代表SSE3的支持
那么如果ECX & 0x00000001 == 1 => CPU支持SSE3指令集。
所以可以这么写代码

std::bitset<32> bitInfo(rgstr[3]);
if (bitInfo[0]) {
  SSE3Support = true;
}

所以对着表去写代码吧^_^


坑

其实吧...如果当你想检测AVX2的时候就会发现不对劲。
Table3-8中说只要EAX输入了07H就能在EBX里拿到一堆信息！
然后我兴致勃勃的写下了代码，震惊的发现 -- 什么，我的CPU不支持AVX2
o(≧口≦)o
(╯°□°）╯︵ ┻━┻
╰（‵□′）╯

好吧其实是这样的
它边上有一行小字-> Structured Extended Feature Flags Enumeration Leaf (Output depends on ECX input value)
意思是这东西还得根据ECX的值来返回不同的值。
但问题是__cpuid只有两个输入，怎么办？
然后我发现有那么个函数叫做

void __cpuidex(int[4], int, int);

这个函数前两个参数与cpuid无异，第三个参数就是ECX了。
顺带一提，当ECX=00H时，这个函数和__cpuid的功能是一样的。

当然不是所有人都喜欢写一大串代码的....
所以你可以用微软写的示例
(●'◡'●)

END