Add support for SSE4a (Phenom) LZCNT instruction
[x264/x264-sandbox.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  *          Fiona Glaser <fiona@x264.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
37 #include "common.h"
38 #include "cpu.h"
39
40 const x264_cpu_name_t x264_cpu_names[] = {
41     {"Altivec", X264_CPU_ALTIVEC},
42 //  {"MMX",     X264_CPU_MMX}, // we don't support asm on mmx1 cpus anymore
43     {"MMX2",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT},
44     {"MMXEXT",  X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT},
45 //  {"SSE",     X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE}, // there are no sse1 functions in x264
46     {"SSE2Slow",X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE2_IS_SLOW},
47     {"SSE2",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2},
48     {"SSE2Fast",X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE2_IS_FAST},
49     {"SSE3",    X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3},
50     {"SSSE3",   X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3},
51     {"PHADD",   X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_PHADD_IS_FAST},
52     {"SSE4.1",  X264_CPU_MMX|X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE|X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3|X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4},
53     {"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},
54     {"Cache32", X264_CPU_CACHELINE_32},
55     {"Cache64", X264_CPU_CACHELINE_64},
56     {"SSEMisalign", X264_CPU_SSE_MISALIGN},
57     {"LZCNT", X264_CPU_LZCNT},
58     {"Slow_mod4_stack", X264_CPU_STACK_MOD4},
59     {"", 0},
60 };
61
62
63 #ifdef HAVE_MMX
64 extern int  x264_cpu_cpuid_test( void );
65 extern uint32_t  x264_cpu_cpuid( uint32_t op, uint32_t *eax, uint32_t *ebx, uint32_t *ecx, uint32_t *edx );
66
67 uint32_t x264_cpu_detect( void )
68 {
69     uint32_t cpu = 0;
70     uint32_t eax, ebx, ecx, edx;
71     uint32_t vendor[4] = {0};
72     int max_extended_cap;
73     int cache;
74
75 #ifndef ARCH_X86_64
76     if( !x264_cpu_cpuid_test() )
77         return 0;
78 #endif
79
80     x264_cpu_cpuid( 0, &eax, vendor+0, vendor+2, vendor+1 );
81     if( eax == 0 )
82         return 0;
83
84     x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
85     if( edx&0x00800000 )
86         cpu |= X264_CPU_MMX;
87     else
88         return 0;
89     if( edx&0x02000000 )
90         cpu |= X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE;
91     if( edx&0x04000000 )
92         cpu |= X264_CPU_SSE2;
93     if( ecx&0x00000001 )
94         cpu |= X264_CPU_SSE3;
95     if( ecx&0x00000200 )
96         cpu |= X264_CPU_SSSE3;
97     if( ecx&0x00080000 )
98         cpu |= X264_CPU_SSE4;
99     if( ecx&0x00100000 )
100         cpu |= X264_CPU_SSE42;
101
102     if( cpu & X264_CPU_SSSE3 )
103         cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
104     if( cpu & X264_CPU_SSE4 )
105         cpu |= X264_CPU_PHADD_IS_FAST;
106
107     x264_cpu_cpuid( 0x80000000, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
108     max_extended_cap = eax;
109
110     if( !strcmp((char*)vendor, "AuthenticAMD") && max_extended_cap >= 0x80000001 )
111     {
112         x264_cpu_cpuid( 0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
113         if( edx&0x00400000 )
114             cpu |= X264_CPU_MMXEXT;
115         if( cpu & X264_CPU_SSE2 )
116         {
117             if( ecx&0x00000040 ) /* SSE4a */
118             {
119                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
120                 cpu |= X264_CPU_SSE_MISALIGN;
121                 cpu |= X264_CPU_LZCNT;
122                 x264_cpu_mask_misalign_sse();
123             }
124             else
125                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_SLOW;
126         }
127     }
128
129     if( !strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") )
130     {
131         int family, model, stepping;
132         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
133         family = ((eax>>8)&0xf) + ((eax>>20)&0xff);
134         model  = ((eax>>4)&0xf) + ((eax>>12)&0xf0);
135         stepping = eax&0xf;
136         /* 6/9 (pentium-m "banias"), 6/13 (pentium-m "dothan"), and 6/14 (core1 "yonah")
137          * theoretically support sse2, but it's significantly slower than mmx for
138          * almost all of x264's functions, so let's just pretend they don't. */
139         if( family==6 && (model==9 || model==13 || model==14) )
140         {
141             cpu &= ~(X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3);
142             assert(!(cpu&(X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4)));
143         }
144     }
145
146     if( (!strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") || !strcmp((char*)vendor, "CyrixInstead")) && !(cpu&X264_CPU_SSE42))
147     {
148         /* cacheline size is specified in 3 places, any of which may be missing */
149         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
150         cache = (ebx&0xff00)>>5; // cflush size
151         if( !cache && max_extended_cap >= 0x80000006 )
152         {
153             x264_cpu_cpuid( 0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
154             cache = ecx&0xff; // cacheline size
155         }
156         if( !cache )
157         {
158             // Cache and TLB Information
159             static const char cache32_ids[] = { 0x0a, 0x0c, 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x82, 0x83, 0x84, 0x85, 0 };
160             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 };
161             uint32_t buf[4];
162             int max, i=0, j;
163             do {
164                 x264_cpu_cpuid( 2, buf+0, buf+1, buf+2, buf+3 );
165                 max = buf[0]&0xff;
166                 buf[0] &= ~0xff;
167                 for(j=0; j<4; j++)
168                     if( !(buf[j]>>31) )
169                         while( buf[j] )
170                         {
171                             if( strchr( cache32_ids, buf[j]&0xff ) )
172                                 cache = 32;
173                             if( strchr( cache64_ids, buf[j]&0xff ) )
174                                 cache = 64;
175                             buf[j] >>= 8;
176                         }
177             } while( ++i < max );
178         }
179
180         if( cache == 32 )
181             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_32;
182         else if( cache == 64 )
183             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_64;
184         else
185             fprintf( stderr, "x264 [warning]: unable to determine cacheline size\n" );
186     }
187
188 #ifdef BROKEN_STACK_ALIGNMENT
189     cpu |= X264_CPU_STACK_MOD4;
190 #endif
191
192     return cpu;
193 }
194
195 #elif defined( ARCH_PPC )
196
197 #ifdef SYS_MACOSX
198 #include <sys/sysctl.h>
199 uint32_t x264_cpu_detect( void )
200 {
201     /* Thank you VLC */
202     uint32_t cpu = 0;
203     int      selectors[2] = { CTL_HW, HW_VECTORUNIT };
204     int      has_altivec = 0;
205     size_t   length = sizeof( has_altivec );
206     int      error = sysctl( selectors, 2, &has_altivec, &length, NULL, 0 );
207
208     if( error == 0 && has_altivec != 0 )
209     {
210         cpu |= X264_CPU_ALTIVEC;
211     }
212
213     return cpu;
214 }
215
216 #elif defined( SYS_LINUX )
217 #include <signal.h>
218 #include <setjmp.h>
219 static sigjmp_buf jmpbuf;
220 static volatile sig_atomic_t canjump = 0;
221
222 static void sigill_handler( int sig )
223 {
224     if( !canjump )
225     {
226         signal( sig, SIG_DFL );
227         raise( sig );
228     }
229
230     canjump = 0;
231     siglongjmp( jmpbuf, 1 );
232 }
233
234 uint32_t x264_cpu_detect( void )
235 {
236     static void (* oldsig)( int );
237
238     oldsig = signal( SIGILL, sigill_handler );
239     if( sigsetjmp( jmpbuf, 1 ) )
240     {
241         signal( SIGILL, oldsig );
242         return 0;
243     }
244
245     canjump = 1;
246     asm volatile( "mtspr 256, %0\n\t"
247                   "vand 0, 0, 0\n\t"
248                   :
249                   : "r"(-1) );
250     canjump = 0;
251
252     signal( SIGILL, oldsig );
253
254     return X264_CPU_ALTIVEC;
255 }
256 #endif
257
258 #else
259
260 uint32_t x264_cpu_detect( void )
261 {
262     return 0;
263 }
264
265 #endif
266
267 #ifndef HAVE_MMX
268 void x264_emms( void )
269 {
270 }
271 #endif
272
273
274 int x264_cpu_num_processors( void )
275 {
276 #if !defined(HAVE_PTHREAD)
277     return 1;
278
279 #elif defined(_WIN32)
280     return pthread_num_processors_np();
281
282 #elif defined(SYS_LINUX)
283     unsigned int bit;
284     int np;
285     cpu_set_t p_aff;
286     memset( &p_aff, 0, sizeof(p_aff) );
287     sched_getaffinity( 0, sizeof(p_aff), &p_aff );
288     for( np = 0, bit = 0; bit < sizeof(p_aff); bit++ )
289         np += (((uint8_t *)&p_aff)[bit / 8] >> (bit % 8)) & 1;
290     return np;
291
292 #elif defined(SYS_BEOS)
293     system_info info;
294     get_system_info( &info );
295     return info.cpu_count;
296
297 #elif defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_FREEBSD)
298     int numberOfCPUs;
299     size_t length = sizeof( numberOfCPUs );
300     if( sysctlbyname("hw.ncpu", &numberOfCPUs, &length, NULL, 0) )
301     {
302         numberOfCPUs = 1;
303     }
304     return numberOfCPUs;
305
306 #else
307     return 1;
308 #endif
309 }