lib/librte_eal/common/eal_common_cpuflags.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33 #include <stdlib.h>
  34 #include <stdio.h>
  35 #include <errno.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <rte_cpuflags.h>
  38
  39 /*
  40  * This should prevent use of advanced instruction sets in this file. Otherwise
  41  * the check function itself could cause a crash.
  42  */
  43 #ifdef __INTEL_COMPILER
  44 #pragma optimize ("", off)
  45 #else
  46 #define GCC_VERSION (__GNUC__ * 10000 + __GNUC_MINOR__ * 100 + __GNUC_PATCHLEVEL__)
  47 #if GCC_VERSION > 404000
  48 #pragma GCC optimize ("O0")
  49 #endif
  50 #endif
  51
  52 /**
  53  * Enumeration of CPU registers
  54  */
  55 enum cpu_register_t {
  56         REG_EAX = 0,
  57         REG_EBX,
  58         REG_ECX,
  59         REG_EDX,
  60 };
  61
  62 /**
  63  * Parameters for CPUID instruction
  64  */
  65 struct cpuid_parameters_t {
  66         uint32_t eax;
  67         uint32_t ebx;
  68         uint32_t ecx;
  69         uint32_t edx;
  70         enum cpu_register_t return_register;
  71 };
  72
  73 #define CPU_FLAG_NAME_MAX_LEN 64
  74
  75 /**
  76  * Struct to hold a processor feature entry
  77  */
  78 struct feature_entry {
  79         enum rte_cpu_flag_t feature;            /**< feature name */
  80         char name[CPU_FLAG_NAME_MAX_LEN];       /**< String for printing */
  81         struct cpuid_parameters_t params;       /**< cpuid parameters */
  82         uint32_t feature_mask;                  /**< bitmask for feature */
  83 };
  84
  85 #define FEAT_DEF(f) RTE_CPUFLAG_##f, #f
  86
  87 /**
  88  * An array that holds feature entries
  89  */
  90 static const struct feature_entry cpu_feature_table[] = {
  91         {FEAT_DEF(SSE3),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000001},
  92         {FEAT_DEF(PCLMULQDQ),         {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000002},
  93         {FEAT_DEF(DTES64),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000004},
  94         {FEAT_DEF(MONITOR),           {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000008},
  95         {FEAT_DEF(DS_CPL),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000010},
  96         {FEAT_DEF(VMX),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000020},
  97         {FEAT_DEF(SMX),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000040},
  98         {FEAT_DEF(EIST),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000080},
  99         {FEAT_DEF(TM2),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000100},
 100         {FEAT_DEF(SSSE3),             {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000200},
 101         {FEAT_DEF(CNXT_ID),           {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000400},
 102         {FEAT_DEF(FMA),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00001000},
 103         {FEAT_DEF(CMPXCHG16B),        {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00002000},
 104         {FEAT_DEF(XTPR),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00004000},
 105         {FEAT_DEF(PDCM),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00008000},
 106         {FEAT_DEF(PCID),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00020000},
 107         {FEAT_DEF(DCA),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00040000},
 108         {FEAT_DEF(SSE4_1),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00080000},
 109         {FEAT_DEF(SSE4_2),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00100000},
 110         {FEAT_DEF(X2APIC),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00200000},
 111         {FEAT_DEF(MOVBE),             {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00400000},
 112         {FEAT_DEF(POPCNT),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00800000},
 113         {FEAT_DEF(TSC_DEADLINE),      {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x01000000},
 114         {FEAT_DEF(AES),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x02000000},
 115         {FEAT_DEF(XSAVE),             {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x04000000},
 116         {FEAT_DEF(OSXSAVE),           {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x08000000},
 117         {FEAT_DEF(AVX),               {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x10000000},
 118         {FEAT_DEF(F16C),              {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x20000000},
 119         {FEAT_DEF(RDRAND),            {0x1, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x40000000},
 120
 121         {FEAT_DEF(FPU),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000001},
 122         {FEAT_DEF(VME),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000002},
 123         {FEAT_DEF(DE),                {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000004},
 124         {FEAT_DEF(PSE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000008},
 125         {FEAT_DEF(TSC),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000010},
 126         {FEAT_DEF(MSR),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000020},
 127         {FEAT_DEF(PAE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000040},
 128         {FEAT_DEF(MCE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000080},
 129         {FEAT_DEF(CX8),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000100},
 130         {FEAT_DEF(APIC),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000200},
 131         {FEAT_DEF(SEP),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000800},
 132         {FEAT_DEF(MTRR),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00001000},
 133         {FEAT_DEF(PGE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00002000},
 134         {FEAT_DEF(MCA),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00004000},
 135         {FEAT_DEF(CMOV),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00008000},
 136         {FEAT_DEF(PAT),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00010000},
 137         {FEAT_DEF(PSE36),             {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00020000},
 138         {FEAT_DEF(PSN),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00040000},
 139         {FEAT_DEF(CLFSH),             {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00080000},
 140         {FEAT_DEF(DS),                {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00200000},
 141         {FEAT_DEF(ACPI),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00400000},
 142         {FEAT_DEF(MMX),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00800000},
 143         {FEAT_DEF(FXSR),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x01000000},
 144         {FEAT_DEF(SSE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x02000000},
 145         {FEAT_DEF(SSE2),              {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x04000000},
 146         {FEAT_DEF(SS),                {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x08000000},
 147         {FEAT_DEF(HTT),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x10000000},
 148         {FEAT_DEF(TM),                {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x20000000},
 149         {FEAT_DEF(PBE),               {0x1, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x80000000},
 150
 151         {FEAT_DEF(DIGTEMP),           {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000001},
 152         {FEAT_DEF(TRBOBST),           {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000002},
 153         {FEAT_DEF(ARAT),              {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000004},
 154         {FEAT_DEF(PLN),               {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000010},
 155         {FEAT_DEF(ECMD),              {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000020},
 156         {FEAT_DEF(PTM),               {0x6, 0, 0, 0, REG_EAX}, 0x00000040},
 157
 158         {FEAT_DEF(MPERF_APERF_MSR),   {0x6, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000001},
 159         {FEAT_DEF(ACNT2),             {0x6, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000002},
 160         {FEAT_DEF(ENERGY_EFF),        {0x6, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000008},
 161
 162         {FEAT_DEF(FSGSBASE),          {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000001},
 163         {FEAT_DEF(BMI1),              {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000004},
 164         {FEAT_DEF(AVX2),              {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000010},
 165         {FEAT_DEF(SMEP),              {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000040},
 166         {FEAT_DEF(BMI2),              {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000080},
 167         {FEAT_DEF(ERMS),              {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000100},
 168         {FEAT_DEF(INVPCID),           {0x7, 0, 0, 0, REG_EBX}, 0x00000400},
 169
 170         {FEAT_DEF(LAHF_SAHF),  {0x80000001, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000001},
 171         {FEAT_DEF(LZCNT),      {0x80000001, 0, 0, 0, REG_ECX}, 0x00000010},
 172
 173         {FEAT_DEF(SYSCALL),    {0x80000001, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000800},
 174         {FEAT_DEF(XD),         {0x80000001, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00100000},
 175         {FEAT_DEF(1GB_PG),     {0x80000001, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x04000000},
 176         {FEAT_DEF(RDTSCP),     {0x80000001, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x08000000},
 177         {FEAT_DEF(EM64T),      {0x80000001, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x20000000},
 178
 179         {FEAT_DEF(INVTSC),     {0x80000007, 0, 0, 0, REG_EDX}, 0x00000100},
 180 };
 181
 182 /*
 183  * Execute CPUID instruction and get contents of a specific register
 184  *
 185  * This function, when compiled with GCC, will generate architecture-neutral
 186  * code, as per GCC manual.
 187  */
 188 static inline int
 189 rte_cpu_get_features(struct cpuid_parameters_t params)
 190 {
 191         int eax, ebx, ecx, edx;            /* registers */
 192
 193 #ifndef __PIC__
 194    asm volatile ("cpuid"
 195                  /* output */
 196                  : "=a" (eax),
 197                    "=b" (ebx),
 198                    "=c" (ecx),
 199                    "=d" (edx)
 200                  /* input */
 201                  : "a" (params.eax),
 202                    "b" (params.ebx),
 203                    "c" (params.ecx),
 204                    "d" (params.edx));
 205 #else
 206         asm volatile (
 207             "mov %%ebx, %%edi\n"
 208             "cpuid\n"
 209             "xchgl %%ebx, %%edi;\n"
 210             : "=a" (eax),
 211               "=D" (ebx),
 212               "=c" (ecx),
 213               "=d" (edx)
 214             /* input */
 215             : "a" (params.eax),
 216               "D" (params.ebx),
 217               "c" (params.ecx),
 218               "d" (params.edx));
 219 #endif
 220
 221         switch (params.return_register) {
 222         case REG_EAX:
 223                 return eax;
 224         case REG_EBX:
 225                 return ebx;
 226         case REG_ECX:
 227                 return ecx;
 228         case REG_EDX:
 229                 return edx;
 230         default:
 231                 return 0;
 232         }
 233 }
 234
 235 /*
 236  * Checks if a particular flag is available on current machine.
 237  */
 238 int
 239 rte_cpu_get_flag_enabled(enum rte_cpu_flag_t feature)
 240 {
 241         int value;
 242
 243         if (feature >= RTE_CPUFLAG_NUMFLAGS)
 244                 /* Flag does not match anything in the feature tables */
 245                 return -ENOENT;
 246
 247         /* get value of the register containing the desired feature */
 248         value = rte_cpu_get_features(cpu_feature_table[feature].params);
 249
 250         /* check if the feature is enabled */
 251         return (cpu_feature_table[feature].feature_mask & value) > 0;
 252 }
 253
 254 /**
 255  * Checks if the machine is adequate for running the binary. If it is not, the
 256  * program exits with status 1.
 257  * The function attribute forces this function to be called before main(). But
 258  * with ICC, the check is generated by the compiler.
 259  */
 260 #ifndef __INTEL_COMPILER
 261 void __attribute__ ((__constructor__))
 262 #else
 263 void
 264 #endif
 265 rte_cpu_check_supported(void)
 266 {
 267         /* This is generated at compile-time by the build system */
 268         static const enum rte_cpu_flag_t compile_time_flags[] = {
 269                         RTE_COMPILE_TIME_CPUFLAGS
 270         };
 271         unsigned i;
 272
 273         for (i = 0; i < sizeof(compile_time_flags)/sizeof(compile_time_flags[0]); i++)
 274                 if (rte_cpu_get_flag_enabled(compile_time_flags[i]) < 1) {
 275                         fprintf(stderr,
 276                                 "ERROR: This system does not support \"%s\".\n"
 277                                 "Please check that RTE_MACHINE is set correctly.\n",
 278                                 cpu_feature_table[compile_time_flags[i]].name);
 279                         exit(1);
 280                 }
 281 }