x86: add detection for FMA3 instruction set
[ffmpeg.git] / libavutil / x86 / cpu.c
1 /*
2  * CPU detection code, extracted from mmx.h
3  * (c)1997-99 by H. Dietz and R. Fisher
4  * Converted to C and improved by Fabrice Bellard.
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include <stdlib.h>
24 #include <string.h>
25
26 #include "libavutil/x86/asm.h"
27 #include "libavutil/x86/cpu.h"
28 #include "libavutil/cpu.h"
29 #include "libavutil/cpu_internal.h"
30
31 #if HAVE_YASM
32
33 #define cpuid(index, eax, ebx, ecx, edx)        \
34     ff_cpu_cpuid(index, &eax, &ebx, &ecx, &edx)
35
36 #define xgetbv(index, eax, edx)                 \
37     ff_cpu_xgetbv(index, &eax, &edx)
38
39 #elif HAVE_INLINE_ASM
40
41 /* ebx saving is necessary for PIC. gcc seems unable to see it alone */
42 #define cpuid(index, eax, ebx, ecx, edx)                        \
43     __asm__ volatile (                                          \
44         "mov    %%"REG_b", %%"REG_S" \n\t"                      \
45         "cpuid                       \n\t"                      \
46         "xchg   %%"REG_b", %%"REG_S                             \
47         : "=a" (eax), "=S" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx)        \
48         : "0" (index))
49
50 #define xgetbv(index, eax, edx)                                 \
51     __asm__ (".byte 0x0f, 0x01, 0xd0" : "=a"(eax), "=d"(edx) : "c" (index))
52
53 #define get_eflags(x)                           \
54     __asm__ volatile ("pushfl     \n"           \
55                       "pop    %0  \n"           \
56                       : "=r"(x))
57
58 #define set_eflags(x)                           \
59     __asm__ volatile ("push    %0 \n"           \
60                       "popfl      \n"           \
61                       :: "r"(x))
62
63 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
64
65 #if ARCH_X86_64
66
67 #define cpuid_test() 1
68
69 #elif HAVE_YASM
70
71 #define cpuid_test ff_cpu_cpuid_test
72
73 #elif HAVE_INLINE_ASM
74
75 static int cpuid_test(void)
76 {
77     x86_reg a, c;
78
79     /* Check if CPUID is supported by attempting to toggle the ID bit in
80      * the EFLAGS register. */
81     get_eflags(a);
82     set_eflags(a ^ 0x200000);
83     get_eflags(c);
84
85     return a != c;
86 }
87 #endif
88
89 /* Function to test if multimedia instructions are supported...  */
90 int ff_get_cpu_flags_x86(void)
91 {
92     int rval = 0;
93
94 #ifdef cpuid
95
96     int eax, ebx, ecx, edx;
97     int max_std_level, max_ext_level, std_caps = 0, ext_caps = 0;
98     int family = 0, model = 0;
99     union { int i[3]; char c[12]; } vendor;
100
101     if (!cpuid_test())
102         return 0; /* CPUID not supported */
103
104     cpuid(0, max_std_level, vendor.i[0], vendor.i[2], vendor.i[1]);
105
106     if (max_std_level >= 1) {
107         cpuid(1, eax, ebx, ecx, std_caps);
108         family = ((eax >> 8) & 0xf) + ((eax >> 20) & 0xff);
109         model  = ((eax >> 4) & 0xf) + ((eax >> 12) & 0xf0);
110         if (std_caps & (1 << 15))
111             rval |= AV_CPU_FLAG_CMOV;
112         if (std_caps & (1 << 23))
113             rval |= AV_CPU_FLAG_MMX;
114         if (std_caps & (1 << 25))
115             rval |= AV_CPU_FLAG_MMXEXT;
116 #if HAVE_SSE
117         if (std_caps & (1 << 25))
118             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE;
119         if (std_caps & (1 << 26))
120             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE2;
121         if (ecx & 1)
122             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE3;
123         if (ecx & 0x00000200 )
124             rval |= AV_CPU_FLAG_SSSE3;
125         if (ecx & 0x00080000 )
126             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE4;
127         if (ecx & 0x00100000 )
128             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE42;
129 #if HAVE_AVX
130         /* Check OXSAVE and AVX bits */
131         if ((ecx & 0x18000000) == 0x18000000) {
132             /* Check for OS support */
133             xgetbv(0, eax, edx);
134             if ((eax & 0x6) == 0x6) {
135                 rval |= AV_CPU_FLAG_AVX;
136                 if (ecx & 0x00001000)
137                     rval |= AV_CPU_FLAG_FMA3;
138             }
139         }
140 #if HAVE_AVX2
141     if (max_std_level >= 7) {
142         cpuid(7, eax, ebx, ecx, edx);
143         if (ebx&0x00000020)
144             rval |= AV_CPU_FLAG_AVX2;
145         /* TODO: BMI1/2 */
146     }
147 #endif /* HAVE_AVX2 */
148 #endif /* HAVE_AVX */
149 #endif /* HAVE_SSE */
150     }
151
152     cpuid(0x80000000, max_ext_level, ebx, ecx, edx);
153
154     if (max_ext_level >= 0x80000001) {
155         cpuid(0x80000001, eax, ebx, ecx, ext_caps);
156         if (ext_caps & (1U << 31))
157             rval |= AV_CPU_FLAG_3DNOW;
158         if (ext_caps & (1 << 30))
159             rval |= AV_CPU_FLAG_3DNOWEXT;
160         if (ext_caps & (1 << 23))
161             rval |= AV_CPU_FLAG_MMX;
162         if (ext_caps & (1 << 22))
163             rval |= AV_CPU_FLAG_MMXEXT;
164
165         /* Allow for selectively disabling SSE2 functions on AMD processors
166            with SSE2 support but not SSE4a. This includes Athlon64, some
167            Opteron, and some Sempron processors. MMX, SSE, or 3DNow! are faster
168            than SSE2 often enough to utilize this special-case flag.
169            AV_CPU_FLAG_SSE2 and AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW are both set in this case
170            so that SSE2 is used unless explicitly disabled by checking
171            AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW. */
172         if (!strncmp(vendor.c, "AuthenticAMD", 12) &&
173             rval & AV_CPU_FLAG_SSE2 && !(ecx & 0x00000040)) {
174             rval |= AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW;
175         }
176
177         /* XOP and FMA4 use the AVX instruction coding scheme, so they can't be
178          * used unless the OS has AVX support. */
179         if (rval & AV_CPU_FLAG_AVX) {
180             if (ecx & 0x00000800)
181                 rval |= AV_CPU_FLAG_XOP;
182             if (ecx & 0x00010000)
183                 rval |= AV_CPU_FLAG_FMA4;
184         }
185     }
186
187     if (!strncmp(vendor.c, "GenuineIntel", 12)) {
188         if (family == 6 && (model == 9 || model == 13 || model == 14)) {
189             /* 6/9 (pentium-m "banias"), 6/13 (pentium-m "dothan"), and
190              * 6/14 (core1 "yonah") theoretically support sse2, but it's
191              * usually slower than mmx, so let's just pretend they don't.
192              * AV_CPU_FLAG_SSE2 is disabled and AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW is
193              * enabled so that SSE2 is not used unless explicitly enabled
194              * by checking AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW. The same situation
195              * applies for AV_CPU_FLAG_SSE3 and AV_CPU_FLAG_SSE3SLOW. */
196             if (rval & AV_CPU_FLAG_SSE2)
197                 rval ^= AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW | AV_CPU_FLAG_SSE2;
198             if (rval & AV_CPU_FLAG_SSE3)
199                 rval ^= AV_CPU_FLAG_SSE3SLOW | AV_CPU_FLAG_SSE3;
200         }
201         /* The Atom processor has SSSE3 support, which is useful in many cases,
202          * but sometimes the SSSE3 version is slower than the SSE2 equivalent
203          * on the Atom, but is generally faster on other processors supporting
204          * SSSE3. This flag allows for selectively disabling certain SSSE3
205          * functions on the Atom. */
206         if (family == 6 && model == 28)
207             rval |= AV_CPU_FLAG_ATOM;
208     }
209
210 #endif /* cpuid */
211
212     return rval;
213 }