git.sesse.net Git - x264/blob - 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 #define _GNU_SOURCE // for sched_getaffinity
  26 #include "common.h"
  27 #include "cpu.h"
  28
  29 #if defined(HAVE_PTHREAD) && defined(SYS_LINUX)
  30 #include <sched.h>
  31 #endif
  32 #ifdef SYS_BEOS
  33 #include <kernel/OS.h>
  34 #endif
  35 #if defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_FREEBSD)
  36 #include <sys/types.h>
  37 #include <sys/sysctl.h>
  38 #endif
  39 #ifdef SYS_OPENBSD
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/sysctl.h>
  42 #include <machine/cpu.h>
  43 #endif
  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     {"ARMv6", X264_CPU_ARMV6},
  65     {"NEON",  X264_CPU_NEON},
  66     {"Fast_NEON_MRC",  X264_CPU_FAST_NEON_MRC},
  67     {"", 0},
  68 };
  69
  70 #if (defined(ARCH_PPC) && defined(SYS_LINUX)) || (defined(ARCH_ARM) && !defined(HAVE_NEON))
  71 #include <signal.h>
  72 #include <setjmp.h>
  73 static sigjmp_buf jmpbuf;
  74 static volatile sig_atomic_t canjump = 0;
  75
  76 static void sigill_handler( int sig )
  77 {
  78     if( !canjump )
  79     {
  80         signal( sig, SIG_DFL );
  81         raise( sig );
  82     }
  83
  84     canjump = 0;
  85     siglongjmp( jmpbuf, 1 );
  86 }
  87 #endif
  88
  89 #ifdef HAVE_MMX
  90 int x264_cpu_cpuid_test( void );
  91 uint32_t x264_cpu_cpuid( uint32_t op, uint32_t *eax, uint32_t *ebx, uint32_t *ecx, uint32_t *edx );
  92
  93 uint32_t x264_cpu_detect( void )
  94 {
  95     uint32_t cpu = 0;
  96     uint32_t eax, ebx, ecx, edx;
  97     uint32_t vendor[4] = {0};
  98     int max_extended_cap;
  99     int cache;
 100
 101 #ifndef ARCH_X86_64
 102     if( !x264_cpu_cpuid_test() )
 103         return 0;
 104 #endif
 105
 106     x264_cpu_cpuid( 0, &eax, vendor+0, vendor+2, vendor+1 );
 107     if( eax == 0 )
 108         return 0;
 109
 110     x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 111     if( edx&0x00800000 )
 112         cpu |= X264_CPU_MMX;
 113     else
 114         return 0;
 115     if( edx&0x02000000 )
 116         cpu |= X264_CPU_MMXEXT|X264_CPU_SSE;
 117     if( edx&0x04000000 )
 118         cpu |= X264_CPU_SSE2;
 119     if( ecx&0x00000001 )
 120         cpu |= X264_CPU_SSE3;
 121     if( ecx&0x00000200 )
 122         cpu |= X264_CPU_SSSE3;
 123     if( ecx&0x00080000 )
 124         cpu |= X264_CPU_SSE4;
 125     if( ecx&0x00100000 )
 126         cpu |= X264_CPU_SSE42;
 127
 128     if( cpu & X264_CPU_SSSE3 )
 129         cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
 130     if( cpu & X264_CPU_SSE4 )
 131         cpu |= X264_CPU_SHUFFLE_IS_FAST;
 132
 133     x264_cpu_cpuid( 0x80000000, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 134     max_extended_cap = eax;
 135
 136     if( !strcmp((char*)vendor, "AuthenticAMD") && max_extended_cap >= 0x80000001 )
 137     {
 138         x264_cpu_cpuid( 0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 139         if( edx&0x00400000 )
 140             cpu |= X264_CPU_MMXEXT;
 141         if( cpu & X264_CPU_SSE2 )
 142         {
 143             if( ecx&0x00000040 ) /* SSE4a */
 144             {
 145                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_FAST;
 146                 cpu |= X264_CPU_LZCNT;
 147                 cpu |= X264_CPU_SHUFFLE_IS_FAST;
 148             }
 149             else
 150                 cpu |= X264_CPU_SSE2_IS_SLOW;
 151
 152             if( ecx&0x00000080 ) /* Misalign SSE */
 153             {
 154                 cpu |= X264_CPU_SSE_MISALIGN;
 155                 x264_cpu_mask_misalign_sse();
 156             }
 157         }
 158     }
 159
 160     if( !strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") )
 161     {
 162         int family, model, stepping;
 163         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 164         family = ((eax>>8)&0xf) + ((eax>>20)&0xff);
 165         model  = ((eax>>4)&0xf) + ((eax>>12)&0xf0);
 166         stepping = eax&0xf;
 167         /* 6/9 (pentium-m "banias"), 6/13 (pentium-m "dothan"), and 6/14 (core1 "yonah")
 168          * theoretically support sse2, but it's significantly slower than mmx for
 169          * almost all of x264's functions, so let's just pretend they don't. */
 170         if( family == 6 && (model == 9 || model == 13 || model == 14) )
 171         {
 172             cpu &= ~(X264_CPU_SSE2|X264_CPU_SSE3);
 173             assert(!(cpu&(X264_CPU_SSSE3|X264_CPU_SSE4)));
 174         }
 175     }
 176
 177     if( (!strcmp((char*)vendor, "GenuineIntel") || !strcmp((char*)vendor, "CyrixInstead")) && !(cpu&X264_CPU_SSE42))
 178     {
 179         /* cacheline size is specified in 3 places, any of which may be missing */
 180         x264_cpu_cpuid( 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 181         cache = (ebx&0xff00)>>5; // cflush size
 182         if( !cache && max_extended_cap >= 0x80000006 )
 183         {
 184             x264_cpu_cpuid( 0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx );
 185             cache = ecx&0xff; // cacheline size
 186         }
 187         if( !cache )
 188         {
 189             // Cache and TLB Information
 190             static const char cache32_ids[] = { 0x0a, 0x0c, 0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x82, 0x83, 0x84, 0x85, 0 };
 191             static const char cache64_ids[] = { 0x22, 0x23, 0x25, 0x29, 0x2c, 0x46, 0x47, 0x49, 0x60, 0x66, 0x67,
 192                                                 0x68, 0x78, 0x79, 0x7a, 0x7b, 0x7c, 0x7c, 0x7f, 0x86, 0x87, 0 };
 193             uint32_t buf[4];
 194             int max, i = 0;
 195             do {
 196                 x264_cpu_cpuid( 2, buf+0, buf+1, buf+2, buf+3 );
 197                 max = buf[0]&0xff;
 198                 buf[0] &= ~0xff;
 199                 for( int j = 0; j < 4; j++ )
 200                     if( !(buf[j]>>31) )
 201                         while( buf[j] )
 202                         {
 203                             if( strchr( cache32_ids, buf[j]&0xff ) )
 204                                 cache = 32;
 205                             if( strchr( cache64_ids, buf[j]&0xff ) )
 206                                 cache = 64;
 207                             buf[j] >>= 8;
 208                         }
 209             } while( ++i < max );
 210         }
 211
 212         if( cache == 32 )
 213             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_32;
 214         else if( cache == 64 )
 215             cpu |= X264_CPU_CACHELINE_64;
 216         else
 217             x264_log( NULL, X264_LOG_WARNING, "unable to determine cacheline size\n" );
 218     }
 219
 220 #ifdef BROKEN_STACK_ALIGNMENT
 221     cpu |= X264_CPU_STACK_MOD4;
 222 #endif
 223
 224     return cpu;
 225 }
 226
 227 #elif defined( ARCH_PPC )
 228
 229 #if defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_OPENBSD)
 230 #include <sys/sysctl.h>
 231 uint32_t x264_cpu_detect( void )
 232 {
 233     /* Thank you VLC */
 234     uint32_t cpu = 0;
 235 #ifdef SYS_OPENBSD
 236     int      selectors[2] = { CTL_MACHDEP, CPU_ALTIVEC };
 237 #else
 238     int      selectors[2] = { CTL_HW, HW_VECTORUNIT };
 239 #endif
 240     int      has_altivec = 0;
 241     size_t   length = sizeof( has_altivec );
 242     int      error = sysctl( selectors, 2, &has_altivec, &length, NULL, 0 );
 243
 244     if( error == 0 && has_altivec != 0 )
 245         cpu |= X264_CPU_ALTIVEC;
 246
 247     return cpu;
 248 }
 249
 250 #elif defined( SYS_LINUX )
 251
 252 uint32_t x264_cpu_detect( void )
 253 {
 254     static void (*oldsig)( int );
 255
 256     oldsig = signal( SIGILL, sigill_handler );
 257     if( sigsetjmp( jmpbuf, 1 ) )
 258     {
 259         signal( SIGILL, oldsig );
 260         return 0;
 261     }
 262
 263     canjump = 1;
 264     asm volatile( "mtspr 256, %0\n\t"
 265                   "vand 0, 0, 0\n\t"
 266                   :
 267                   : "r"(-1) );
 268     canjump = 0;
 269
 270     signal( SIGILL, oldsig );
 271
 272     return X264_CPU_ALTIVEC;
 273 }
 274 #endif
 275
 276 #elif defined( ARCH_ARM )
 277
 278 void x264_cpu_neon_test();
 279 int x264_cpu_fast_neon_mrc_test();
 280
 281 uint32_t x264_cpu_detect( void )
 282 {
 283     int flags = 0;
 284 #ifdef HAVE_ARMV6
 285     flags |= X264_CPU_ARMV6;
 286
 287     // don't do this hack if compiled with -mfpu=neon
 288 #ifndef HAVE_NEON
 289     static void (* oldsig)( int );
 290     oldsig = signal( SIGILL, sigill_handler );
 291     if( sigsetjmp( jmpbuf, 1 ) )
 292     {
 293         signal( SIGILL, oldsig );
 294         return flags;
 295     }
 296
 297     canjump = 1;
 298     x264_cpu_neon_test();
 299     canjump = 0;
 300     signal( SIGILL, oldsig );
 301 #endif
 302
 303     flags |= X264_CPU_NEON;
 304
 305     // fast neon -> arm (Cortex-A9) detection relies on user access to the
 306     // cycle counter; this assumes ARMv7 performance counters.
 307     // NEON requires at least ARMv7, ARMv8 may require changes here, but
 308     // hopefully this hacky detection method will have been replaced by then.
 309     // Note that there is potential for a race condition if another program or
 310     // x264 instance disables or reinits the counters while x264 is using them,
 311     // which may result in incorrect detection and the counters stuck enabled.
 312     flags |= x264_cpu_fast_neon_mrc_test() ? X264_CPU_FAST_NEON_MRC : 0;
 313     // TODO: write dual issue test? currently it's A8 (dual issue) vs. A9 (fast mrc)
 314 #endif
 315     return flags;
 316 }
 317
 318 #else
 319
 320 uint32_t x264_cpu_detect( void )
 321 {
 322     return 0;
 323 }
 324
 325 #endif
 326
 327 int x264_cpu_num_processors( void )
 328 {
 329 #if !defined(HAVE_PTHREAD)
 330     return 1;
 331
 332 #elif defined(_WIN32)
 333     return pthread_num_processors_np();
 334
 335 #elif defined(SYS_LINUX)
 336     unsigned int bit;
 337     int np;
 338     cpu_set_t p_aff;
 339     memset( &p_aff, 0, sizeof(p_aff) );
 340     sched_getaffinity( 0, sizeof(p_aff), &p_aff );
 341     for( np = 0, bit = 0; bit < sizeof(p_aff); bit++ )
 342         np += (((uint8_t *)&p_aff)[bit / 8] >> (bit % 8)) & 1;
 343     return np;
 344
 345 #elif defined(SYS_BEOS)
 346     system_info info;
 347     get_system_info( &info );
 348     return info.cpu_count;
 349
 350 #elif defined(SYS_MACOSX) || defined(SYS_FREEBSD) || defined(SYS_OPENBSD)
 351     int numberOfCPUs;
 352     size_t length = sizeof( numberOfCPUs );
 353 #ifdef SYS_OPENBSD
 354     int mib[2] = { CTL_HW, HW_NCPU };
 355     if( sysctl(mib, 2, &numberOfCPUs, &length, NULL, 0) )
 356 #else
 357     if( sysctlbyname("hw.ncpu", &numberOfCPUs, &length, NULL, 0) )
 358 #endif
 359     {
 360         numberOfCPUs = 1;
 361     }
 362     return numberOfCPUs;
 363
 364 #else
 365     return 1;
 366 #endif
 367 }