granicus.if.org Git - libvpx/blob - vpx_ports/x86.h

   1 /*
   2  *  Copyright (c) 2010 The WebM project authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  *  Use of this source code is governed by a BSD-style license
   5  *  that can be found in the LICENSE file in the root of the source
   6  *  tree. An additional intellectual property rights grant can be found
   7  *  in the file PATENTS.  All contributing project authors may
   8  *  be found in the AUTHORS file in the root of the source tree.
   9  */
  10
  11 #ifndef VPX_PORTS_X86_H_
  12 #define VPX_PORTS_X86_H_
  13 #include <stdlib.h>
  14
  15 #if defined(_MSC_VER)
  16 #include <intrin.h> /* For __cpuidex, __rdtsc */
  17 #endif
  18
  19 #include "vpx_config.h"
  20 #include "vpx/vpx_integer.h"
  21
  22 #ifdef __cplusplus
  23 extern "C" {
  24 #endif
  25
  26 typedef enum {
  27   VPX_CPU_UNKNOWN = -1,
  28   VPX_CPU_AMD,
  29   VPX_CPU_AMD_OLD,
  30   VPX_CPU_CENTAUR,
  31   VPX_CPU_CYRIX,
  32   VPX_CPU_INTEL,
  33   VPX_CPU_NEXGEN,
  34   VPX_CPU_NSC,
  35   VPX_CPU_RISE,
  36   VPX_CPU_SIS,
  37   VPX_CPU_TRANSMETA,
  38   VPX_CPU_TRANSMETA_OLD,
  39   VPX_CPU_UMC,
  40   VPX_CPU_VIA,
  41
  42   VPX_CPU_LAST
  43 } vpx_cpu_t;
  44
  45 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__ || defined(__ANDROID__)
  46 #if ARCH_X86_64
  47 #define cpuid(func, func2, ax, bx, cx, dx)                      \
  48   __asm__ __volatile__("cpuid           \n\t"                   \
  49                        : "=a"(ax), "=b"(bx), "=c"(cx), "=d"(dx) \
  50                        : "a"(func), "c"(func2));
  51 #else
  52 #define cpuid(func, func2, ax, bx, cx, dx)     \
  53   __asm__ __volatile__(                        \
  54       "mov %%ebx, %%edi   \n\t"                \
  55       "cpuid              \n\t"                \
  56       "xchg %%edi, %%ebx  \n\t"                \
  57       : "=a"(ax), "=D"(bx), "=c"(cx), "=d"(dx) \
  58       : "a"(func), "c"(func2));
  59 #endif
  60 #elif defined(__SUNPRO_C) || \
  61     defined(__SUNPRO_CC) /* end __GNUC__ or __ANDROID__*/
  62 #if ARCH_X86_64
  63 #define cpuid(func, func2, ax, bx, cx, dx)     \
  64   asm volatile(                                \
  65       "xchg %rsi, %rbx \n\t"                   \
  66       "cpuid           \n\t"                   \
  67       "movl %ebx, %edi \n\t"                   \
  68       "xchg %rsi, %rbx \n\t"                   \
  69       : "=a"(ax), "=D"(bx), "=c"(cx), "=d"(dx) \
  70       : "a"(func), "c"(func2));
  71 #else
  72 #define cpuid(func, func2, ax, bx, cx, dx)     \
  73   asm volatile(                                \
  74       "pushl %ebx       \n\t"                  \
  75       "cpuid            \n\t"                  \
  76       "movl %ebx, %edi  \n\t"                  \
  77       "popl %ebx        \n\t"                  \
  78       : "=a"(ax), "=D"(bx), "=c"(cx), "=d"(dx) \
  79       : "a"(func), "c"(func2));
  80 #endif
  81 #else /* end __SUNPRO__ */
  82 #if ARCH_X86_64
  83 #if defined(_MSC_VER) && _MSC_VER > 1500
  84 #define cpuid(func, func2, a, b, c, d) \
  85   do {                                 \
  86     int regs[4];                       \
  87     __cpuidex(regs, func, func2);      \
  88     a = regs[0];                       \
  89     b = regs[1];                       \
  90     c = regs[2];                       \
  91     d = regs[3];                       \
  92   } while (0)
  93 #else
  94 #define cpuid(func, func2, a, b, c, d) \
  95   do {                                 \
  96     int regs[4];                       \
  97     __cpuid(regs, func);               \
  98     a = regs[0];                       \
  99     b = regs[1];                       \
 100     c = regs[2];                       \
 101     d = regs[3];                       \
 102   } while (0)
 103 #endif
 104 #else
 105 #define cpuid(func, func2, a, b, c, d)                              \
 106   __asm mov eax, func __asm mov ecx, func2 __asm cpuid __asm mov a, \
 107       eax __asm mov b, ebx __asm mov c, ecx __asm mov d, edx
 108 #endif
 109 #endif /* end others */
 110
 111 // NaCl has no support for xgetbv or the raw opcode.
 112 #if !defined(__native_client__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
 113 static INLINE uint64_t xgetbv(void) {
 114   const uint32_t ecx = 0;
 115   uint32_t eax, edx;
 116   // Use the raw opcode for xgetbv for compatibility with older toolchains.
 117   __asm__ volatile(".byte 0x0f, 0x01, 0xd0\n"
 118                    : "=a"(eax), "=d"(edx)
 119                    : "c"(ecx));
 120   return ((uint64_t)edx << 32) | eax;
 121 }
 122 #elif (defined(_M_X64) || defined(_M_IX86)) && defined(_MSC_FULL_VER) && \
 123     _MSC_FULL_VER >= 160040219  // >= VS2010 SP1
 124 #include <immintrin.h>
 125 #define xgetbv() _xgetbv(0)
 126 #elif defined(_MSC_VER) && defined(_M_IX86)
 127 static INLINE uint64_t xgetbv(void) {
 128   uint32_t eax_, edx_;
 129   __asm {
 130     xor ecx, ecx  // ecx = 0
 131     // Use the raw opcode for xgetbv for compatibility with older toolchains.
 132     __asm _emit 0x0f __asm _emit 0x01 __asm _emit 0xd0
 133     mov eax_, eax
 134     mov edx_, edx
 135   }
 136   return ((uint64_t)edx_ << 32) | eax_;
 137 }
 138 #else
 139 #define xgetbv() 0U  // no AVX for older x64 or unrecognized toolchains.
 140 #endif
 141
 142 #if defined(_MSC_VER) && _MSC_VER >= 1700
 143 #undef NOMINMAX
 144 #define NOMINMAX
 145 #ifndef WIN32_LEAN_AND_MEAN
 146 #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
 147 #endif
 148 #include <windows.h>
 149 #if WINAPI_FAMILY_PARTITION(WINAPI_FAMILY_APP)
 150 #define getenv(x) NULL
 151 #endif
 152 #endif
 153
 154 #define HAS_MMX 0x001
 155 #define HAS_SSE 0x002
 156 #define HAS_SSE2 0x004
 157 #define HAS_SSE3 0x008
 158 #define HAS_SSSE3 0x010
 159 #define HAS_SSE4_1 0x020
 160 #define HAS_AVX 0x040
 161 #define HAS_AVX2 0x080
 162 #define HAS_AVX512 0x100
 163 #ifndef BIT
 164 #define BIT(n) (1u << n)
 165 #endif
 166
 167 static INLINE int x86_simd_caps(void) {
 168   unsigned int flags = 0;
 169   unsigned int mask = ~0;
 170   unsigned int max_cpuid_val, reg_eax, reg_ebx, reg_ecx, reg_edx;
 171   char *env;
 172   (void)reg_ebx;
 173
 174   /* See if the CPU capabilities are being overridden by the environment */
 175   env = getenv("VPX_SIMD_CAPS");
 176
 177   if (env && *env) return (int)strtol(env, NULL, 0);
 178
 179   env = getenv("VPX_SIMD_CAPS_MASK");
 180
 181   if (env && *env) mask = (unsigned int)strtoul(env, NULL, 0);
 182
 183   /* Ensure that the CPUID instruction supports extended features */
 184   cpuid(0, 0, max_cpuid_val, reg_ebx, reg_ecx, reg_edx);
 185
 186   if (max_cpuid_val < 1) return 0;
 187
 188   /* Get the standard feature flags */
 189   cpuid(1, 0, reg_eax, reg_ebx, reg_ecx, reg_edx);
 190
 191   if (reg_edx & BIT(23)) flags |= HAS_MMX;
 192
 193   if (reg_edx & BIT(25)) flags |= HAS_SSE; /* aka xmm */
 194
 195   if (reg_edx & BIT(26)) flags |= HAS_SSE2; /* aka wmt */
 196
 197   if (reg_ecx & BIT(0)) flags |= HAS_SSE3;
 198
 199   if (reg_ecx & BIT(9)) flags |= HAS_SSSE3;
 200
 201   if (reg_ecx & BIT(19)) flags |= HAS_SSE4_1;
 202
 203   // bits 27 (OSXSAVE) & 28 (256-bit AVX)
 204   if ((reg_ecx & (BIT(27) | BIT(28))) == (BIT(27) | BIT(28))) {
 205     if ((xgetbv() & 0x6) == 0x6) {
 206       flags |= HAS_AVX;
 207
 208       if (max_cpuid_val >= 7) {
 209         /* Get the leaf 7 feature flags. Needed to check for AVX2 support */
 210         cpuid(7, 0, reg_eax, reg_ebx, reg_ecx, reg_edx);
 211
 212         if (reg_ebx & BIT(5)) flags |= HAS_AVX2;
 213
 214         // bits 16 (AVX-512F) & 17 (AVX-512DQ) & 28 (AVX-512CD) &
 215         // 30 (AVX-512BW) & 32 (AVX-512VL)
 216         if ((reg_ebx & (BIT(16) | BIT(17) | BIT(28) | BIT(30) | BIT(31))) ==
 217             (BIT(16) | BIT(17) | BIT(28) | BIT(30) | BIT(31)))
 218           flags |= HAS_AVX512;
 219       }
 220     }
 221   }
 222
 223   return flags & mask;
 224 }
 225
 226 // Note:
 227 //  32-bit CPU cycle counter is light-weighted for most function performance
 228 //  measurement. For large function (CPU time > a couple of seconds), 64-bit
 229 //  counter should be used.
 230 // 32-bit CPU cycle counter
 231 static INLINE unsigned int x86_readtsc(void) {
 232 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__
 233   unsigned int tsc;
 234   __asm__ __volatile__("rdtsc\n\t" : "=a"(tsc) :);
 235   return tsc;
 236 #elif defined(__SUNPRO_C) || defined(__SUNPRO_CC)
 237   unsigned int tsc;
 238   asm volatile("rdtsc\n\t" : "=a"(tsc) :);
 239   return tsc;
 240 #else
 241 #if ARCH_X86_64
 242   return (unsigned int)__rdtsc();
 243 #else
 244   __asm rdtsc;
 245 #endif
 246 #endif
 247 }
 248 // 64-bit CPU cycle counter
 249 static INLINE uint64_t x86_readtsc64(void) {
 250 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__
 251   uint32_t hi, lo;
 252   __asm__ __volatile__("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
 253   return ((uint64_t)hi << 32) | lo;
 254 #elif defined(__SUNPRO_C) || defined(__SUNPRO_CC)
 255   uint_t hi, lo;
 256   asm volatile("rdtsc\n\t" : "=a"(lo), "=d"(hi));
 257   return ((uint64_t)hi << 32) | lo;
 258 #else
 259 #if ARCH_X86_64
 260   return (uint64_t)__rdtsc();
 261 #else
 262   __asm rdtsc;
 263 #endif
 264 #endif
 265 }
 266
 267 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__
 268 #define x86_pause_hint() __asm__ __volatile__("pause \n\t")
 269 #elif defined(__SUNPRO_C) || defined(__SUNPRO_CC)
 270 #define x86_pause_hint() asm volatile("pause \n\t")
 271 #else
 272 #if ARCH_X86_64
 273 #define x86_pause_hint() _mm_pause();
 274 #else
 275 #define x86_pause_hint() __asm pause
 276 #endif
 277 #endif
 278
 279 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__
 280 static void x87_set_control_word(unsigned short mode) {
 281   __asm__ __volatile__("fldcw %0" : : "m"(*&mode));
 282 }
 283 static unsigned short x87_get_control_word(void) {
 284   unsigned short mode;
 285   __asm__ __volatile__("fstcw %0\n\t" : "=m"(*&mode) :);
 286   return mode;
 287 }
 288 #elif defined(__SUNPRO_C) || defined(__SUNPRO_CC)
 289 static void x87_set_control_word(unsigned short mode) {
 290   asm volatile("fldcw %0" : : "m"(*&mode));
 291 }
 292 static unsigned short x87_get_control_word(void) {
 293   unsigned short mode;
 294   asm volatile("fstcw %0\n\t" : "=m"(*&mode) :);
 295   return mode;
 296 }
 297 #elif ARCH_X86_64
 298 /* No fldcw intrinsics on Windows x64, punt to external asm */
 299 extern void vpx_winx64_fldcw(unsigned short mode);
 300 extern unsigned short vpx_winx64_fstcw(void);
 301 #define x87_set_control_word vpx_winx64_fldcw
 302 #define x87_get_control_word vpx_winx64_fstcw
 303 #else
 304 static void x87_set_control_word(unsigned short mode) {
 305   __asm { fldcw mode }
 306 }
 307 static unsigned short x87_get_control_word(void) {
 308   unsigned short mode;
 309   __asm { fstcw mode }
 310   return mode;
 311 }
 312 #endif
 313
 314 static INLINE unsigned int x87_set_double_precision(void) {
 315   unsigned int mode = x87_get_control_word();
 316   x87_set_control_word((mode & ~0x300) | 0x200);
 317   return mode;
 318 }
 319
 320 extern void vpx_reset_mmx_state(void);
 321
 322 #ifdef __cplusplus
 323 }  // extern "C"
 324 #endif
 325
 326 #endif  // VPX_PORTS_X86_H_