SSE2 zigzag_interleave
[x262.git] / common / cpu.c
1 /*****************************************************************************
2  * cpu.c: h264 encoder library
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
5  *
6  * Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
7  *          Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
8  *          Jason Garrett-Glaser <darkshikari@gmail.com>
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18  * GNU General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
23  *****************************************************************************/
24
25 #if defined(HAVE_PTHREAD) && defined(SYS_LINUX)
26 #define _GNU_SOURCE
27 #include <sched.h>
28 #endif
29 #ifdef SYS_BEOS
30 #include <kernel/OS.h>
31 #endif
32 #if defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_FREEBSD)
33 #include <sys/types.h>
34 #include <sys/sysctl.h>
35 #endif
36 #ifdef SYS_OPENBSD
37 #include <sys/param.h>
38 #include <sys/sysctl.h>
39 #include <machine/cpu.h>
40 #endif
41
42 #include "common.h"
43 #include "cpu.h"
44
45 const x264_cpu_name_t x264_cpu_names[] = {
46     {"Altivec", X264_CPU_ALTIVEC},
47 //  {"MMX",     X264_CPU_MMX}, // we don't support asm on mmx1 cpus anymore
48     {"MMX2",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT},
49     {"MMXEXT",  X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT},
50 //  {"SSE",     X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE}, // there are no sse1 functions in x264
51     {"SSE2Slow",X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE2_IS_SLOW},
52     {"SSE2",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2},
53     {"SSE2Fast",X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE2_IS_FAST},
54     {"SSE3",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3},
55     {"SSSE3",   X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3},
56     {"FastShuffle",   X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SHUFFLE_IS_FAST},
57     {"SSE4.1",  X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4},
58     {"SSE4.2",  X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4|X264_CPU_SSE42},
59     {"Cache32", X264_CPU_CACHELINE_32},
60     {"Cache64", X264_CPU_CACHELINE_64},
61     {"SSEMisalign", X264_CPU_SSE_MISALIGN},
62     {"LZCNT", X264_CPU_LZCNT},
63     {"Slow_mod4_stack", X264_CPU_STACK_MOD4},
64     {"", 0},
65 };
66
67
68 #ifdef HAVE_MMX
69 extern int  x264_cpu_cpuid_test( void );
70 extern uint32_t  x264_cpu_cpuid( uint32_t op, uint32_t *eax, uint32_t *ebx, uint32_t *ecx, uint32_t *edx );
71
72 uint32_t x264_cpu_detect( void )
73 {
74     uint32_t cpu = 0;
75     uint32_t eax, ebx, ecx, edx;
76     uint32_t vendor[4] = {0};
77     int max_extended_cap;
78     int cache;
79
80 #ifndef ARCH_X86_64
81     if( !x264_cpu_cpuid_test() )
82         return 0;
83 #endif
84
85     x264_cpu_cpuid( 0, &eax, vendor+0, vendor+2, vendor+1 );
86     if( eax == 0 )
87         return 0;
88
89     x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
90     if( edx&0x00800000 )
91         cpu |= X264_CPU_MMX;
92     else
93         return 0;
94     if( edx&0x02000000 )
95         cpu |= X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE;
96     if( edx&0x04000000 )
97         cpu |= X264_CPU_SSE2;
98     if( ecx&0x00000001 )
99         cpu |= X264_CPU_SSE3;
100     if( ecx&0x00000200 )
101         cpu |= X264_CPU_SSSE3;
102     if( ecx&0x00080000 )
103         cpu |= X264_CPU_SSE4;
104     if( ecx&0x00100000 )
105         cpu |= X264_CPU_SSE42;
106
107     if( cpu & X264_CPU_SSSE3 )
108         cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
109     if( cpu & X264_CPU_SSE4 )
110         cpu |= X264_CPU_SHUFFLE_IS_FAST;
111
112     x264_cpu_cpuid( 0x80000000, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
113     max_extended_cap = eax;
114
115     if( !strcmp((char*)vendor, "AuthenticAMD") && max_extended_cap >= 0x80000001 )
116     {
117         x264_cpu_cpuid( 0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
118         if( edx&0x00400000 )
119             cpu |= X264_CPU_MMXEXT;
120         if( cpu & X264_CPU_SSE2 )
121         {
122             if( ecx&0x00000040 ) /* SSE4a */
123             {
124                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
125                 cpu |= X264_CPU_SSE_MISALIGN;
126                 cpu |= X264_CPU_LZCNT;
127                 cpu |= X264_CPU_SHUFFLE_IS_FAST;
128                 x264_cpu_mask_misalign_sse();
129             }
130             else
131                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_SLOW;
132         }
133     }
134
135     if( !strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") )
136     {
137         int family, model, stepping;
138         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
139         family = ((eax>>8)&0xf) + ((eax>>20)&0xff);
140         model  = ((eax>>4)&0xf) + ((eax>>12)&0xf0);
141         stepping = eax&0xf;
142         /* 6/9 (pentium-m "banias"), 6/13 (pentium-m "dothan"), and 6/14 (core1 "yonah")
143          * theoretically support sse2, but it's significantly slower than mmx for
144          * almost all of x264's functions, so let's just pretend they don't. */
145         if( family==6 && (model==9 || model==13 || model==14) )
146         {
147             cpu &= ~(X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3);
148             assert(!(cpu&(X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4)));
149         }
150     }
151
152     if( (!strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") || !strcmp((char*)vendor, "CyrixInstead")) && !(cpu&X264_CPU_SSE42))
153     {
154         /* cacheline size is specified in 3 places, any of which may be missing */
155         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
156         cache = (ebx&0xff00)>>5; // cflush size
157         if( !cache && max_extended_cap >= 0x80000006 )
158         {
159             x264_cpu_cpuid( 0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
160             cache = ecx&0xff; // cacheline size
161         }
162         if( !cache )
163         {
164             // Cache and TLB Information
165             static const char cache32_ids[] = { 0x0a, 0x0c, 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x82, 0x83, 0x84, 0x85, 0 };
166             static const char cache64_ids[] = { 0x22, 0x23, 0x25, 0x29, 0x2c, 0x46, 0x47, 0x49, 0x60, 0x66, 0x67, 0x68, 0x78, 0x79, 0x7a, 0x7b, 0x7c, 0x7c, 0x7f, 0x86, 0x87, 0 };
167             uint32_t buf[4];
168             int max, i=0, j;
169             do {
170                 x264_cpu_cpuid( 2, buf+0, buf+1, buf+2, buf+3 );
171                 max = buf[0]&0xff;
172                 buf[0] &= ~0xff;
173                 for(j=0; j<4; j++)
174                     if( !(buf[j]>>31) )
175                         while( buf[j] )
176                         {
177                             if( strchr( cache32_ids, buf[j]&0xff ) )
178                                 cache = 32;
179                             if( strchr( cache64_ids, buf[j]&0xff ) )
180                                 cache = 64;
181                             buf[j] >>= 8;
182                         }
183             } while( ++i < max );
184         }
185
186         if( cache == 32 )
187             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_32;
188         else if( cache == 64 )
189             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_64;
190         else
191             fprintf( stderr, "x264 [warning]: unable to determine cacheline size\n" );
192     }
193
194 #ifdef BROKEN_STACK_ALIGNMENT
195     cpu |= X264_CPU_STACK_MOD4;
196 #endif
197
198     return cpu;
199 }
200
201 #elif defined( ARCH_PPC )
202
203 #if defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_OPENBSD)
204 #include <sys/sysctl.h>
205 uint32_t x264_cpu_detect( void )
206 {
207     /* Thank you VLC */
208     uint32_t cpu = 0;
209 #ifdef SYS_OPENBSD
210     int      selectors[2] = { CTL_MACHDEP, CPU_ALTIVEC };
211 #else
212     int      selectors[2] = { CTL_HW, HW_VECTORUNIT };
213 #endif
214     int      has_altivec = 0;
215     size_t   length = sizeof( has_altivec );
216     int      error = sysctl( selectors, 2, &has_altivec, &length, NULL, 0 );
217
218     if( error == 0 && has_altivec != 0 )
219     {
220         cpu |= X264_CPU_ALTIVEC;
221     }
222
223     return cpu;
224 }
225
226 #elif defined( SYS_LINUX )
227 #include <signal.h>
228 #include <setjmp.h>
229 static sigjmp_buf jmpbuf;
230 static volatile sig_atomic_t canjump = 0;
231
232 static void sigill_handler( int sig )
233 {
234     if( !canjump )
235     {
236         signal( sig, SIG_DFL );
237         raise( sig );
238     }
239
240     canjump = 0;
241     siglongjmp( jmpbuf, 1 );
242 }
243
244 uint32_t x264_cpu_detect( void )
245 {
246     static void (* oldsig)( int );
247
248     oldsig = signal( SIGILL, sigill_handler );
249     if( sigsetjmp( jmpbuf, 1 ) )
250     {
251         signal( SIGILL, oldsig );
252         return 0;
253     }
254
255     canjump = 1;
256     asm volatile( "mtspr 256, %0\n\t"
257                   "vand 0, 0, 0\n\t"
258                   :
259                   : "r"(-1) );
260     canjump = 0;
261
262     signal( SIGILL, oldsig );
263
264     return X264_CPU_ALTIVEC;
265 }
266 #endif
267
268 #else
269
270 uint32_t x264_cpu_detect( void )
271 {
272     return 0;
273 }
274
275 #endif
276
277 #ifndef HAVE_MMX
278 void x264_emms( void )
279 {
280 }
281 #endif
282
283
284 int x264_cpu_num_processors( void )
285 {
286 #if !defined(HAVE_PTHREAD)
287     return 1;
288
289 #elif defined(_WIN32)
290     return pthread_num_processors_np();
291
292 #elif defined(SYS_LINUX)
293     unsigned int bit;
294     int np;
295     cpu_set_t p_aff;
296     memset( &p_aff, 0, sizeof(p_aff) );
297     sched_getaffinity( 0, sizeof(p_aff), &p_aff );
298     for( np = 0, bit = 0; bit < sizeof(p_aff); bit++ )
299         np += (((uint8_t *)&p_aff)[bit / 8] >> (bit % 8)) & 1;
300     return np;
301
302 #elif defined(SYS_BEOS)
303     system_info info;
304     get_system_info( &info );
305     return info.cpu_count;
306
307 #elif defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_FREEBSD) || defined(SYS_OPENBSD)
308     int numberOfCPUs;
309     size_t length = sizeof( numberOfCPUs );
310 #ifdef SYS_OPENBSD
311     int mib[2] = { CTL_HW, HW_NCPU };
312     if( sysctl(mib, 2, &numberOfCPUs, &length, NULL, 0) )
313 #else
314     if( sysctlbyname("hw.ncpu", &numberOfCPUs, &length, NULL, 0) )
315 #endif
316     {
317         numberOfCPUs = 1;
318     }
319     return numberOfCPUs;
320
321 #else
322     return 1;
323 #endif
324 }