如何查看CPU是否支持SSE3指令集？

Question

以下代碼是否可有效檢查 CPU 是否支持 SSE3 指令集？

使用IsProcessorFeaturePresent() function 顯然不適用於 Windows XP。

bool CheckSSE3()
{
    int CPUInfo[4] = {-1};

    //-- Get number of valid info ids
    __cpuid(CPUInfo, 0);
    int nIds = CPUInfo[0];

    //-- Get info for id "1"
    if (nIds >= 1)
    {
        __cpuid(CPUInfo, 1);
        bool bSSE3NewInstructions = (CPUInfo[2] & 0x1) || false;
        return bSSE3NewInstructions;     
    }

    return false;      
}

Answer 1

我創建了一個 GitHub repro，它將檢測所有主要 x86 ISA 擴展的 CPU 和操作系統支持： https://github.com/Mysticial/FeatureDetector

這是一個較短的版本：

---

首先你需要訪問 CPUID 指令：

#ifdef _WIN32

//  Windows
#define cpuid(info, x)    __cpuidex(info, x, 0)

#else

//  GCC Intrinsics
#include <cpuid.h>
void cpuid(int info[4], int InfoType){
    __cpuid_count(InfoType, 0, info[0], info[1], info[2], info[3]);
}

#endif

然后你可以運行下面的代碼：

//  Misc.
bool HW_MMX;
bool HW_x64;
bool HW_ABM;      // Advanced Bit Manipulation
bool HW_RDRAND;
bool HW_BMI1;
bool HW_BMI2;
bool HW_ADX;
bool HW_PREFETCHWT1;

//  SIMD: 128-bit
bool HW_SSE;
bool HW_SSE2;
bool HW_SSE3;
bool HW_SSSE3;
bool HW_SSE41;
bool HW_SSE42;
bool HW_SSE4a;
bool HW_AES;
bool HW_SHA;

//  SIMD: 256-bit
bool HW_AVX;
bool HW_XOP;
bool HW_FMA3;
bool HW_FMA4;
bool HW_AVX2;

//  SIMD: 512-bit
bool HW_AVX512F;    //  AVX512 Foundation
bool HW_AVX512CD;   //  AVX512 Conflict Detection
bool HW_AVX512PF;   //  AVX512 Prefetch
bool HW_AVX512ER;   //  AVX512 Exponential + Reciprocal
bool HW_AVX512VL;   //  AVX512 Vector Length Extensions
bool HW_AVX512BW;   //  AVX512 Byte + Word
bool HW_AVX512DQ;   //  AVX512 Doubleword + Quadword
bool HW_AVX512IFMA; //  AVX512 Integer 52-bit Fused Multiply-Add
bool HW_AVX512VBMI; //  AVX512 Vector Byte Manipulation Instructions

int info[4];
cpuid(info, 0);
int nIds = info[0];

cpuid(info, 0x80000000);
unsigned nExIds = info[0];

//  Detect Features
if (nIds >= 0x00000001){
    cpuid(info,0x00000001);
    HW_MMX    = (info[3] & ((int)1 << 23)) != 0;
    HW_SSE    = (info[3] & ((int)1 << 25)) != 0;
    HW_SSE2   = (info[3] & ((int)1 << 26)) != 0;
    HW_SSE3   = (info[2] & ((int)1 <<  0)) != 0;

    HW_SSSE3  = (info[2] & ((int)1 <<  9)) != 0;
    HW_SSE41  = (info[2] & ((int)1 << 19)) != 0;
    HW_SSE42  = (info[2] & ((int)1 << 20)) != 0;
    HW_AES    = (info[2] & ((int)1 << 25)) != 0;

    HW_AVX    = (info[2] & ((int)1 << 28)) != 0;
    HW_FMA3   = (info[2] & ((int)1 << 12)) != 0;

    HW_RDRAND = (info[2] & ((int)1 << 30)) != 0;
}
if (nIds >= 0x00000007){
    cpuid(info,0x00000007);
    HW_AVX2   = (info[1] & ((int)1 <<  5)) != 0;

    HW_BMI1        = (info[1] & ((int)1 <<  3)) != 0;
    HW_BMI2        = (info[1] & ((int)1 <<  8)) != 0;
    HW_ADX         = (info[1] & ((int)1 << 19)) != 0;
    HW_SHA         = (info[1] & ((int)1 << 29)) != 0;
    HW_PREFETCHWT1 = (info[2] & ((int)1 <<  0)) != 0;

    HW_AVX512F     = (info[1] & ((int)1 << 16)) != 0;
    HW_AVX512CD    = (info[1] & ((int)1 << 28)) != 0;
    HW_AVX512PF    = (info[1] & ((int)1 << 26)) != 0;
    HW_AVX512ER    = (info[1] & ((int)1 << 27)) != 0;
    HW_AVX512VL    = (info[1] & ((int)1 << 31)) != 0;
    HW_AVX512BW    = (info[1] & ((int)1 << 30)) != 0;
    HW_AVX512DQ    = (info[1] & ((int)1 << 17)) != 0;
    HW_AVX512IFMA  = (info[1] & ((int)1 << 21)) != 0;
    HW_AVX512VBMI  = (info[2] & ((int)1 <<  1)) != 0;
}
if (nExIds >= 0x80000001){
    cpuid(info,0x80000001);
    HW_x64   = (info[3] & ((int)1 << 29)) != 0;
    HW_ABM   = (info[2] & ((int)1 <<  5)) != 0;
    HW_SSE4a = (info[2] & ((int)1 <<  6)) != 0;
    HW_FMA4  = (info[2] & ((int)1 << 16)) != 0;
    HW_XOP   = (info[2] & ((int)1 << 11)) != 0;
}

---

請注意，這僅檢測 CPU 是否支持指令。 要實際運行它們，您還需要有操作系統支持。

具體來說，需要操作系統支持：

• x64 指令。 （您需要 64 位操作系統。）
• 使用 (AVX) 256 位ymm寄存器的指令。 請參閱安迪·盧托米爾斯基 (Andy Lutomirski) 的回答，了解如何檢測到這一點。
• 使用 (AVX512) 512 位zmm和屏蔽寄存器的指令。 檢測操作系統對 AVX512 的支持與 AVX 相同，但使用標志0xe6而不是0x6 。

Answer 2

Mysticial 的回答有點危險——它解釋了如何檢測 CPU 支持而不是操作系統支持。 您需要使用 _xgetbv 來檢查操作系統是否已啟用所需的 CPU 擴展 state。請參閱此處以獲取其他來源。 甚至gcc也犯了同樣的錯誤。 代碼的內容是：

bool avxSupported = false;

int cpuInfo[4];
__cpuid(cpuInfo, 1);

bool osUsesXSAVE_XRSTORE = cpuInfo[2] & (1 << 27) || false;
bool cpuAVXSuport = cpuInfo[2] & (1 << 28) || false;

if (osUsesXSAVE_XRSTORE && cpuAVXSuport)
{
    unsigned long long xcrFeatureMask = _xgetbv(_XCR_XFEATURE_ENABLED_MASK);
    avxSupported = (xcrFeatureMask & 0x6) == 0x6;
}

Answer 3

經過相當多的谷歌搜索后，我還找到了英特爾的解決方案：

鏈接： https://software.intel.com/en-us/articles/how-to-detect-new-instruction-support-in-the-4th-generation-intel-core-processor-family

    void cpuid(uint32_t eax, uint32_t ecx, uint32_t* abcd) {
#if defined(_MSC_VER)
            __cpuidex((int*)abcd, eax, ecx);
#else
            uint32_t ebx, edx;
# if defined( __i386__ ) && defined ( __PIC__ )
            /* in case of PIC under 32-bit EBX cannot be clobbered */
            __asm__("movl %%ebx, %%edi \n\t cpuid \n\t xchgl %%ebx, %%edi" : "=D" (ebx),
# else
            __asm__("cpuid" : "+b" (ebx),
# endif
            "+a" (eax), "+c" (ecx), "=d" (edx));
            abcd[0] = eax; abcd[1] = ebx; abcd[2] = ecx; abcd[3] = edx;
#endif
    }

    int check_xcr0_ymm()
    {
        uint32_t xcr0;
#if defined(_MSC_VER)
        xcr0 = (uint32_t)_xgetbv(0);  /* min VS2010 SP1 compiler is required */
#else
        __asm__("xgetbv" : "=a" (xcr0) : "c" (0) : "%edx");
#endif
        return ((xcr0 & 6) == 6); /* checking if xmm and ymm state are enabled in XCR0 */
    }

還要注意 GCC 有一些你可以使用的特殊內在函數（參見： https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.9.2/gcc/X86-Built-in-Functions.html ）：

    if (__builtin_cpu_supports("avx2"))
    // ...

如果你把它和上面的信息放在一起，一切都會好起來的。

Answer 4

添加到 Abhiroop 的答案：在 linux 上，您可以運行此 shell 命令以找出您的 CPU 支持的功能

cat /proc/cpuinfo | grep flags | uniq

在我的機器上打印

flags: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc rep_good nopl xtopology nonstop_tsc aperfmperf eagerfpu pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single retpoline kaiser fsgsbase bmi1 hle avx2 smep bmi2 erms invpcid rtm rdseed adx xsaveopt

Answer 5

在 Mac OS 上這有效：

sysctl -a | grep machdep.cpu.features

在我的機器中它輸出這個：

machdep.cpu.features: FPU VME DE PSE TSC MSR PAE MCE CX8 APIC SEP MTRR PGE MCA CMOV PAT PSE36 CLFSH DS ACPI MMX FXSR SSE SSE2 SS HTT TM PBE SSE3 PCLMULQDQ DTES64 MON DSCPL VMX EST TM2 SSSE3 FMA CX16 TPR PDCM SSE4.1 SSE4.2 x2APIC MOVBE POPCNT AES PCID XSAVE OSXSAVE SEGLIM64 TSCTMR AVX1.0 RDRAND F16C

正如您看到的粗體指令所示，支持 SSE3 和許多其他 SIMD 指令。

Answer 6

或者，在 linux 或 wsl2 上， util-linux存儲庫中的lscpu命令將完成這項工作。

例如：

lscpu | grep sse3

Answer 7

或者“POSIX 方式”：

cat /proc/cpuinfo |grep -i sse3 >/dev/null 2>&1 && echo "ESS3=TRUE" || echo "ESS3=FALSE"

結果：

ESS3=TRUE