[C] 在GCC中获取CPUID信息（兼容VC）

[C] 在GCC中获取CPUID信息（兼容VC）

作者：zyl910

　　前面我们尝试过在VC中获取CPUID信息。现在再来试试GCC编译器。

一、调用CPUID指令

　　怎么调用CPUID指令呢？有三种办法——1. 用汇编语言编写一个cpuid函数，然后调整链接器配置，在C语言中调用该函数。2. 使用内嵌汇编调用CPUID指令。3. 使用编译器提供的Intrinsics函数来调用CPUID等特定平台指令。

　　我们一般优先使用第3种办法，代码量少、可读性高、编译维护简单。例如VC（VC2005或更高）在“intrin.h”中声明了 __cpuid函数。　　当编译器没有提供Intrinsics函数时，就只有使用前两种办法了。

1.1 查找函数

　　首先，应该先检查编译器是否提供CPUID指令的Intrinsics函数。　　我装的是Fedora 17，首先尝试了——1. 使用“man”命令查阅手册，搜索“__cpuid”等关键字。没有找到。2. 在“/usr/include”目录中的头文件中搜索“cpuid” 。也没有找到。

　　手册中没有，include中也没有，难道真的没有？　　别着急，试一试“locate cpuid”，其中可以发现“/usr/lib/gcc/i686-redhat-linux/4.7.0/include/cpuid.h”。打开该文件，香港空间，发现果然有“__cpuid”等声明。

　　再看一下MinGW（20120426版）。发现“cpuid.h”也是放在“\lib\gcc\mingw32\4.6.2\include”目录中，而不是“\include”目录。

1.2 代码解读

　　虽然手册上没有__cpuid的说明，但我们可以通过阅读代码分析其用法。　　打开“cpuid.h”，找到__cpuid的声明——

#if defined(__i386__) && defined(__PIC__)__GNUC__ >= 3#define __cpuid(level, a, b, c, d)\ __asm__ (\\\: (a), (b), (c), (d) \: (level))#define __cpuid_count(level, count, a, b, c, d)\ __asm__ (\\\: (a), (b), (c), (d) \: (level), (count))#else/* Host GCCs older than 3.0 weren’t supporting Intel asm syntaxnor alternatives in i386 code. */#define __cpuid(level, a, b, c, d)\ __asm__ (\\\: (a), (b), (c), (d) \: (level))#define __cpuid_count(level, count, a, b, c, d)\ __asm__ (\\\: (a), (b), (c), (d) \: (level), (count))__cpuid(level, a, b, c, d)\ __asm__ (\: (a), (b), (c), (d) \: (level))#define __cpuid_count(level, count, a, b, c, d)\ __asm__ (\: (a), (b), (c), (d) \: (level), (count))#endif

　　这一段有点长，我们先看看简单的。最后一个__cpuid_count的定义是——

#define __cpuid_count(level, count, a, b, c, d)\ __asm__ (\: (a), (b), (c), (d) \: (level), (count))

　　GCC内嵌汇编的格式是——__asm__(“asm statements” : outputs : inputs : registers-modified);

　　对于上面的__cpuid_count——asm statements： “cpuid\n\t”。汇编代码为——调用cpuid指令outputs：”=a” (a), “=b” (b), “=c” (c), “=d” (d)。表示有4个输出参数——参数0为eax（绑定到变量a）、参数1为ebx（绑定到变量b）、参数2为ecx（绑定到变量c）、参数3为edx（绑定到变量d）。inputs：”0″ (level), “2” (count))。表示有2个输入参数——将变量level赋给参数0（eax），将变量count赋给参数2（ecx）。registers-modified：（无）。

　　所以__cpuid_count的执行过程是——将变量level的值赋给eax// inputs将变量count的值赋给ecx调用cpuid指令// asm statements将返回的eax赋给a// outputs将返回的ebx赋给b将返回的ecx赋给c将返回的edx赋给d

　　翻阅一下Intel和AMD的手册，得知CPUID指令的输入参数是eax、ecx，输出参数是eax、ebx、ecx、edx。所以__cpuid_count的参数含义是——level：输入的eax，CPUID功能号。count：输入的ecx，CPUID子功能号。a：返回的eax。b：返回的ebx。c：返回的ecx。d：返回的edx。

　　而__cpuid少了count参数，不支持子功能号。某些CPUID功能不需要填写子功能号，这时使用__cpuid会比较方便。

　　弄懂其功能之后，前面的另外几种宏定义就很容易明白了。因为PIC使用了ebx寄存器，于是将b绑定到其他寄存器，再利用xchgl指令来备份与恢复ebx寄存器。

二、封装函数

　　为了提高程序的可移植性，不建议直接调用__cpuid，而应该将其封装为一个函数。　　对于函数的参数格式。感觉VC中的__cpuid的参数格式似乎更好——用数组接收输出的eax、ebx、ecx、edx。　　对于参数的数据类型。觉得还是统一使用无符号数比较好。

　　根据上面的思路，我编写了getcpuidex、getcpuid函数——

void getcpuidex(unsigned int CPUInfo[4], unsigned int InfoType, unsigned int ECXValue){#if defined(__GNUC__) // GCC__cpuid_count(InfoType, ECXValue, CPUInfo[0],CPUInfo[1],CPUInfo[2],CPUInfo[3]);defined(_WIN64) || _MSC_VER>=1600 // 64位下不支持内联汇编. 1600: VS2010, 据说VC2008 SP1之后才支持__cpuidex.__cpuidex((int*)(void*)CPUInfo, (int)InfoType, (int)ECXValue);#elseif (NULL==CPUInfo) return;_asm{// load. 读取参数到寄存器.mov edi, CPUInfo; // 准备用edi寻址CPUInfomov eax, InfoType;mov ecx, ECXValue;// CPUIDcpuid;// save. 将寄存器保存到CPUInfomov [edi], eax;mov [edi+4], ebx;mov [edi+8], ecx;mov [edi+12], edx;}}void getcpuid(unsigned int CPUInfo[4], unsigned int InfoType){#if defined(__GNUC__) // GCC__cpuid(InfoType, CPUInfo[0],CPUInfo[1],CPUInfo[2],CPUInfo[3]);_MSC_VER>=1400 // VC2005才支持__cpuid__cpuid((int*)(void*)CPUInfo, (int)InfoType);#elsegetcpuidex(CPUInfo, InfoType, 0);}

这里的风景美不胜收，真让人流连忘返。