LGPL
[vlc.git] / src / misc / cpu.c
1 /*****************************************************************************
2  * cpu.c: CPU detection code
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 1998-2004 VLC authors and VideoLAN
5  * $Id$
6  *
7  * Authors: Samuel Hocevar <sam@zoy.org>
8  *          Christophe Massiot <massiot@via.ecp.fr>
9  *          Eugenio Jarosiewicz <ej0@cise.ufl.eduEujenio>
10  *
11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
12  * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
13  * the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
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15  *
16  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
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20  *
21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
22  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
23  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
24  *****************************************************************************/
25
26 /*****************************************************************************
27  * Preamble
28  *****************************************************************************/
29 #ifdef HAVE_CONFIG_H
30 # include "config.h"
31 #endif
32
33 #include <vlc_common.h>
34 #include <vlc_cpu.h>
35
36 #include <sys/types.h>
37 #ifndef WIN32
38 #include <unistd.h>
39 #include <sys/wait.h>
40 #include <signal.h>
41 #else
42 #include <errno.h>
43 #endif
44 #include <assert.h>
45
46 #ifdef __APPLE__
47 #include <sys/sysctl.h>
48 #endif
49
50 #include "libvlc.h"
51
52 static uint32_t cpu_flags;
53
54 #if defined (__i386__) || defined (__x86_64__) || defined (__powerpc__) \
55  || defined (__ppc__) || defined (__ppc64__) || defined (__powerpc64__)
56 # if !defined (WIN32) && !defined (__OS2__)
57 static bool vlc_CPU_check (const char *name, void (*func) (void))
58 {
59     pid_t pid = fork();
60
61     switch (pid)
62     {
63         case 0:
64             signal (SIGILL, SIG_DFL);
65             func ();
66             //__asm__ __volatile__ ( code : : input );
67             _exit (0);
68         case -1:
69             return false;
70     }
71     //i_capabilities |= (flag);
72
73     int status;
74     while( waitpid( pid, &status, 0 ) == -1 );
75
76     if( WIFEXITED( status ) && WEXITSTATUS( status ) == 0 )
77         return true;
78
79     fprintf (stderr, "Warning: your CPU has %s instructions, but not your "
80                      "operating system.\n", name);
81     fprintf( stderr, "         some optimizations will be disabled unless "
82                      "you upgrade your OS\n" );
83     return false;
84 }
85
86 #if defined (CAN_COMPILE_SSE) && !defined (__SSE__)
87 VLC_SSE static void SSE_test (void)
88 {
89     asm volatile ("xorps %%xmm0,%%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
90 }
91 #endif
92 #if defined (CAN_COMPILE_SSE2) && !defined (__SSE2__)
93 VLC_SSE static void SSE2_test (void)
94 {
95     asm volatile ("movupd %%xmm0, %%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
96 }
97 #endif
98 #if defined (CAN_COMPILE_SSE3) && !defined (__SSE3__)
99 VLC_SSE static void SSE3_test (void)
100 {
101     asm volatile ("movsldup %%xmm1, %%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
102 }
103 #endif
104 #if defined (CAN_COMPILE_SSSE3) && !defined (__SSSE3__)
105 VLC_SSE static void SSSE3_test (void)
106 {
107     asm volatile ("pabsw %%xmm1, %%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
108 }
109 #endif
110 #if defined (CAN_COMPILE_SSE4_1) && !defined (__SSE4_1__)
111 VLC_SSE static void SSE4_1_test (void)
112 {
113     asm volatile ("pmaxsb %%xmm1, %%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
114 }
115 #endif
116 #if defined (CAN_COMPILE_SSE4_2) && !defined (__SSE4_2__)
117 VLC_SSE static void SSE4_2_test (void)
118 {
119     asm volatile ("pcmpgtq %%xmm1, %%xmm0\n" : : : "xmm0", "xmm1");
120 }
121 #endif
122 #if defined (CAN_COMPILE_3DNOW) && !defined (__3dNOW__)
123 VLC_MMX static void ThreeD_Now_test (void)
124 {
125     asm volatile ("pfadd %%mm0,%%mm0\n" "femms\n" : : : "mm0");
126 }
127 #endif
128
129 #if defined (CAN_COMPILE_ALTIVEC)
130 static void Altivec_text (void)
131 {
132     asm volatile ("mtspr 256, %0\n" "vand %%v0, %%v0, %%v0\n" : : "r" (-1));
133 }
134 #endif
135
136 #else /* WIN32 || __OS2__ */
137 # define vlc_CPU_check(name, func) (1)
138 #endif
139 #endif
140
141 /**
142  * Determines the CPU capabilities and stores them in cpu_flags.
143  * The result can be retrieved with vlc_CPU().
144  */
145 void vlc_CPU_init (void)
146 {
147     uint32_t i_capabilities = 0;
148
149 #if defined( __i386__ ) || defined( __x86_64__ )
150      unsigned int i_eax, i_ebx, i_ecx, i_edx;
151      bool b_amd;
152
153     /* Needed for x86 CPU capabilities detection */
154 # if defined (__i386__) && defined (__PIC__)
155 #  define cpuid(reg) \
156      asm volatile ("xchgl %%ebx,%1\n\t" \
157                    "cpuid\n\t" \
158                    "xchgl %%ebx,%1\n\t" \
159                    : "=a" (i_eax), "=r" (i_ebx), "=c" (i_ecx), "=d" (i_edx) \
160                    : "a" (reg) \
161                    : "cc");
162 # else
163 #  define cpuid(reg) \
164      asm volatile ("cpuid\n\t" \
165                    : "=a" (i_eax), "=b" (i_ebx), "=c" (i_ecx), "=d" (i_edx) \
166                    : "a" (reg) \
167                    : "cc");
168 # endif
169      /* Check if the OS really supports the requested instructions */
170 # if defined (__i386__) && !defined (__i486__) && !defined (__i586__) \
171   && !defined (__i686__) && !defined (__pentium4__) \
172   && !defined (__k6__) && !defined (__athlon__) && !defined (__k8__)
173     /* check if cpuid instruction is supported */
174     asm volatile ( "push %%ebx\n\t"
175                    "pushf\n\t"
176                    "pop %%eax\n\t"
177                    "movl %%eax, %%ebx\n\t"
178                    "xorl $0x200000, %%eax\n\t"
179                    "push %%eax\n\t"
180                    "popf\n\t"
181                    "pushf\n\t"
182                    "pop %%eax\n\t"
183                    "movl %%ebx,%1\n\t"
184                    "pop %%ebx\n\t"
185                  : "=a" ( i_eax ),
186                    "=r" ( i_ebx )
187                  :
188                  : "cc" );
189
190     if( i_eax == i_ebx )
191         goto out;
192 # endif
193
194     /* the CPU supports the CPUID instruction - get its level */
195     cpuid( 0x00000000 );
196
197 # if defined (__i386__) && !defined (__i586__) \
198   && !defined (__i686__) && !defined (__pentium4__) \
199   && !defined (__k6__) && !defined (__athlon__) && !defined (__k8__)
200     if( !i_eax )
201         goto out;
202 #endif
203
204     /* borrowed from mpeg2dec */
205     b_amd = ( i_ebx == 0x68747541 ) && ( i_ecx == 0x444d4163 )
206                     && ( i_edx == 0x69746e65 );
207
208     /* test for the MMX flag */
209     cpuid( 0x00000001 );
210 # if !defined (__MMX__)
211     if( ! (i_edx & 0x00800000) )
212         goto out;
213 # endif
214     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_MMX;
215
216 # if defined (__SSE__)
217     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_MMXEXT | CPU_CAPABILITY_SSE;
218 # else
219     if( i_edx & 0x02000000 )
220     {
221         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_MMXEXT;
222
223 #   ifdef CAN_COMPILE_SSE
224         if (vlc_CPU_check ("SSE", SSE_test))
225             i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE;
226 #   endif
227     }
228 # endif
229
230 # if defined (__SSE2__)
231     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE2;
232 # elif defined (CAN_COMPILE_SSE2)
233     if ((i_edx & 0x04000000) && vlc_CPU_check ("SSE2", SSE2_test))
234         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE2;
235 # endif
236
237 # if defined (__SSE3__)
238     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE3;
239 # elif defined (CAN_COMPILE_SSE3)
240     if ((i_ecx & 0x00000001) && vlc_CPU_check ("SSE3", SSE3_test))
241         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE3;
242 # endif
243
244 # if defined (__SSSE3__)
245     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSSE3;
246 # elif defined (CAN_COMPILE_SSSE3)
247     if ((i_ecx & 0x00000200) && vlc_CPU_check ("SSSE3", SSSE3_test))
248         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSSE3;
249 # endif
250
251 # if defined (__SSE4_1__)
252     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE4_1;
253 # elif defined (CAN_COMPILE_SSE4_1)
254     if ((i_ecx & 0x00080000) && vlc_CPU_check ("SSE4.1", SSE4_1_test))
255         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE4_1;
256 # endif
257
258 # if defined (__SSE4_2__)
259     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE4_2;
260 # elif defined (CAN_COMPILE_SSE4_2)
261     if ((i_ecx & 0x00100000) && vlc_CPU_check ("SSE4.2", SSE4_2_test))
262         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_SSE4_2;
263 # endif
264
265     /* test for additional capabilities */
266     cpuid( 0x80000000 );
267
268     if( i_eax < 0x80000001 )
269         goto out;
270
271     /* list these additional capabilities */
272     cpuid( 0x80000001 );
273
274 # if defined (__3dNOW__)
275     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_3DNOW;
276 # elif defined (CAN_COMPILE_3DNOW)
277     if ((i_edx & 0x80000000) && vlc_CPU_check ("3D Now!", ThreeD_Now_test))
278         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_3DNOW;
279 # endif
280
281     if( b_amd && ( i_edx & 0x00400000 ) )
282     {
283         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_MMXEXT;
284     }
285 out:
286
287 #elif defined (__arm__)
288
289 # if defined (__ARM_NEON__)
290     i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_NEON;
291 # elif defined (CAN_COMPILE_NEON)
292 #  define NEED_RUNTIME_CPU_CHECK 1
293 # endif
294
295 # ifdef NEED_RUNTIME_CPU_CHECK
296 #  if defined (__linux__)
297     FILE *info = fopen ("/proc/cpuinfo", "rt");
298     if (info != NULL)
299     {
300         char *line = NULL;
301         size_t linelen = 0;
302
303         while (getline (&line, &linelen, info) != -1)
304         {
305             const char *cap;
306
307             if (strncmp (line, "Features\t:", 10))
308                 continue;
309
310             /* TODO: detect other CPU features when we use them */
311 #   if defined (CAN_COMPILE_NEON) && !defined (__ARM_NEON__)
312                 cap = strstr (line + 10, " neon");
313             if (cap != NULL && (cap[5] == '\0' || cap[5] == ' '))
314                 i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_NEON;
315 #   endif
316             break;
317         }
318         fclose (info);
319         free (line);
320     }
321 #  else
322 #   warning Run-time CPU detection missing: optimizations disabled!
323 #  endif
324 # endif
325
326 #elif defined( __powerpc__ ) || defined( __ppc__ ) || defined( __powerpc64__ ) \
327     || defined( __ppc64__ )
328
329 #   if defined(__APPLE__) || defined(__OpenBSD__)
330 #   if defined(__OpenBSD__)
331     int selectors[2] = { CTL_MACHDEP, CPU_ALTIVEC };
332 #   else
333     int selectors[2] = { CTL_HW, HW_VECTORUNIT };
334 #   endif
335     int i_has_altivec = 0;
336     size_t i_length = sizeof( i_has_altivec );
337     int i_error = sysctl( selectors, 2, &i_has_altivec, &i_length, NULL, 0);
338
339     if( i_error == 0 && i_has_altivec != 0 )
340         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_ALTIVEC;
341
342 #   elif defined( CAN_COMPILE_ALTIVEC )
343     if (vlc_CPU_check ("Altivec", Altivec_test))
344         i_capabilities |= CPU_CAPABILITY_ALTIVEC;
345
346 #   endif
347
348 #endif
349
350     cpu_flags = i_capabilities;
351 }
352
353 /**
354  * Retrieves pre-computed CPU capability flags
355  */
356 unsigned vlc_CPU (void)
357 {
358 /* On Windows and OS/2,
359  * initialized from DllMain() and _DLL_InitTerm() respectively, instead */
360 #if !defined(WIN32) && !defined(__OS2__)
361     static pthread_once_t once = PTHREAD_ONCE_INIT;
362     pthread_once (&once, vlc_CPU_init);
363 #endif
364     return cpu_flags;
365 }
366
367 void vlc_CPU_dump (vlc_object_t *obj)
368 {
369     const unsigned flags = vlc_CPU();
370     char buf[200], *p = buf;
371
372 #define PRINT_CAPABILITY( capability, string ) \
373     if (flags & (capability)) \
374         p += sprintf (p, "%s ", (string) )
375
376 #if defined (__i386__) || defined (__x86_64__)
377     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_MMX, "MMX");
378     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_3DNOW, "3DNow!");
379     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_MMXEXT, "MMXEXT");
380     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE, "SSE");
381     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE2, "SSE2");
382     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE3, "SSE3");
383     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSSE3, "SSSE3");
384     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE4_1, "SSE4.1");
385     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE4_2, "SSE4.2");
386     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_SSE4A,  "SSE4A");
387
388 #elif defined (__powerpc__) || defined (__ppc__) || defined (__ppc64__)
389     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_ALTIVEC, "AltiVec");
390
391 #elif defined (__arm__)
392     PRINT_CAPABILITY(CPU_CAPABILITY_NEON, "NEONv1");
393
394 #endif
395
396 #if HAVE_FPU
397     p += sprintf (p, "FPU ");
398 #endif
399
400     if (p > buf)
401         msg_Dbg (obj, "CPU has capabilities %s", buf);
402 }
403
404
405 static vlc_memcpy_t pf_vlc_memcpy = memcpy;
406
407 void vlc_fastmem_register (vlc_memcpy_t cpy)
408 {
409     assert (cpy != NULL);
410     pf_vlc_memcpy = cpy;
411 }
412
413 /**
414  * vlc_memcpy: fast CPU-dependent memcpy
415  */
416 void *vlc_memcpy (void *tgt, const void *src, size_t n)
417 {
418     return pf_vlc_memcpy (tgt, src, n);
419 }