原文地址:http://blog.csdn.net/jamesliulyc/article/details/2028958
1、什么是cpuid指令
CPUID指令是intel IA32架构下获得CPU信息的汇编指令,可以得到CPU类型,型号,制造商信息,商标信息,序列号,缓存等一系列CPU相关的东西。
2、cpuid指令的使用
cpuid使用eax作为输入参数,eax,ebx,ecx,edx作为输出参数,举个例子:
__asm
{
mov eax,
1
cpuid
...
}
以上代码以1为输入参数,执行cpuid后,所有寄存器的值都被返回值填充。针对不同的输入参数eax的值,输出参数的意义都不相同。
为了更好的在C++中使用cpuid指令,可以使用类对指令进行封装,在类中定义一个专门的函数负责cpuid的执行,他需要一个输入参数。还需要定义四
个成员变量存储cpuid执行以后返回来的值。由于这四个寄存器都是32位长的,可以使用unsinged long 类型变量存储。
typedef unsigned long DWORD
class
CPUID
{
public:
...
private:
void
Executecpuid(DWORD eax); // 用来实现cpuid
DWORD m_eax; // 存储返回的eax
DWORD
m_ebx; // 存储返回的ebx
DWORD
m_ecx; // 存储返回的ecx
DWORD
m_edx; // 存储返回的edx
...
}
void CPUID::Executecpuid(DWORD veax)
{
//
因为嵌入式的汇编代码不能识别 类成员变量
// 所以定义四个临时变量作为过渡
DWORD
deax;
DWORD debx;
DWORD decx;
DWORD
dedx;
__asm
{
mov eax,
veax ;将输入参数移入eax
cpuid ;执行cpuid
mov
deax, eax ;以下四行代码把寄存器中的变量存入临时变量
mov debx,
ebx
mov decx, ecx
mov dedx,
edx
}
m_eax = deax; // 把临时变量中的内容放入类成员变量
m_ebx =
debx;
m_ecx = decx;
m_edx = dedx;
}
这样就可以通过直接调用Executecupid()函数的方式来执行cpuid指令了,返回值存在类成员变量m_eax, m_ebx, m_ecx和m_edx中。
3、获得CPU的制造商信息(Vender ID String)
把eax = 0作为输入参数,可以得到CPU的制造商信息。
cpuid指令执行以后,会返回一个12字符的制造商信息,前四个字符的ASC码按低位到高位放在ebx,中间四个放在edx,最后四个字符放在ecx。比如说,对于intel的cpu,会返回一个“GenuineIntel”的字符串,返回值的存储格式为:
31 23
15 07
00
EBX| u (75)| n (6E)| e (65)| G
(47)
EDX| I (49)| e (65)| n (6E)|
i (69)
ECX| l (6C)| e (65)| t
(74)| n (6E)
因此可以这样实现他:
string CPUID::GetVID()
{
char
cVID[13]; // 字符串,用来存储制造商信息
memset(cVID, 0,
13); // 把数组清0
Executecpuid(0); //
执行cpuid指令,使用输入参数 eax = 0
memcpy(cVID, &m_ebx, 4); //
复制前四个字符到数组
memcpy(cVID+4, &m_edx, 4); //
复制中间四个字符到数组
memcpy(cVID+8, &m_ecx, 4); //
复制最后四个字符到数组
return string(cVID); // 以string的形式返回
}
4、获得CPU商标信息(Brand String)
在我的电脑上点击右键,选择属性,可以在窗口的下面看到一条CPU的信息,这就是CPU的商标字符串。CPU的商标字符串也是通过cpuid得到的。由于 商标的字符串很长(48个字符),所以不能在一次cpuid指令执行时全部得到,所以intel把它分成了3个操作,eax的输入参数分别是 0x80000002,0x80000003,0x80000004,每次返回的16个字符,按照从低位到高位的顺序依次放在eax, ebx, ecx, edx。因此,可以用循环的方式,每次执行完以后保存结果,然后执行下一次cpuid。
string CPUID::GetBrand()
{
const DWORD BRANDID
= 0x80000002; // 从0x80000002开始,到0x80000004结束
char
cBrand[49]; //
用来存储商标字符串,48个字符
memset(cBrand, 0, 49); //
初始化为0
for (DWORD i = 0; i < 3; i++) //
依次执行3个指令
{
Executecpuid(BRANDID +
i);
memcpy(cBrand + i*16, &m_eax,
16); //
每次执行结束后,保存四个寄存器里的asc码到数组
} //
由于在内存中,m_eax, m_ebx, m_ecx,
m_edx是连续排列
//
所以可以直接以内存copy的方式进行保存
return string(cBrand); //
以string的形式返回
}
5、检测CPU特性(CPU feature)
我98年初买第一台电脑的时候,CPU能支持MMX就很了不起了。现在的intel CPU,台式机的好点的都支持Hyper-Threading了,移动的要支持Speed Sted。这些都是CPU的特性。CPU的特性可以通过cpuid获得,参数是eax = 1,返回值放在edx和ecx,通过验证edx或者ecx的某一个bit,可以获得CPU的一个特性是否被支持。比如说,edx的bit 32代表是否支持MMX,edx的bit 28代表是否支持Hyper-Threading,ecx的bit 7代表是否支持speed sted。下面就是获得CPU特性的例子:
bool CPUID::IsHyperThreading() //
判断是否支持hyper-threading
{
Executecpuid(1); //
执行cpuid指令,使用输入参数 eax = 1
return m_edx & (1<<28); // 返回edx的bit
28
}
bool CPUID::IsEST() // 判断是否支持speed
step
{
Executecpuid(1); // 执行cpuid指令,使用输入参数
eax = 1
return m_ecx & (1<<7); // 返回ecx的bit
7
}
bool CPUID::IsMMX() //
判断是否支持MMX
{
Executecpuid(1); //
执行cpuid指令,使用输入参数 eax = 1
return m_edx & (1<<23); // 返回edx的bit
23
}
CPU的特性还有很多,这只是平时我们听到比较多的三个,更多的特性请参考intel的资料。
6、获得CPU的缓存(cache)
缓存,就是CACHE,已经成为判断CPU性能的一项大指标。缓存信息包括:第几级缓存(level),缓存大小(size),通道数(way),吞吐量(line
size)。因此可以使用一个结构体来存储缓存信息。
struct CacheInfo
{
int
level; // 第几级缓存
int
size; // 缓存大小,单位KB
int
way; // 通道数
int
linesize; // 吞吐量
CacheInfo() //
构造函数
{
level = 0;
size
= 0;
way = 0;
linesize =
0;
}
CacheInfo(int clevel, int csize, int cway, int clinesize)
// 构造函数
{
level =
clevel;
size = csize;
way =
cway;
linesize =
clinesize;
}
};
缓存信息可以通过eax =
2的cpuid来得到(得到的不光有cache信息,还有其他的一些信息),返回值在eax(高24位), ebx,
ecx和edx,总共15个BYTE的信息,每个BYTE的值不同,代表的意义也不同,所以需要用一个哈希表存储各种不同BYTE的定义,可以定义一个
map类型的类成员存储这些资料。我把资料上和缓存有关的信息存储如下:
m_cache[0x06] = CacheInfo(1, 8, 4, 32);
m_cache[0x08]
= CacheInfo(1, 16, 4, 32);
m_cache[0x0a] = CacheInfo(1, 8,
2, 32);
m_cache[0x0c] = CacheInfo(1, 16, 4,
32);
m_cache[0x2c] = CacheInfo(1, 32, 8,
64);
m_cache[0x30] = CacheInfo(1, 32, 8,
64);
m_cache[0x60] = CacheInfo(1, 16, 8,
64);
m_cache[0x66] = CacheInfo(1, 8, 4,
64);
m_cache[0x67] = CacheInfo(1, 16, 4,
64);
m_cache[0x68] = CacheInfo(1, 32, 4, 64);
m_cache[0x39] = CacheInfo(2, 128, 4, 64);
m_cache[0x3b]
= CacheInfo(2, 128, 2, 64);
m_cache[0x3c] = CacheInfo(2,
256, 4, 64);
m_cache[0x41] = CacheInfo(2, 128, 4,
32);
m_cache[0x42] = CacheInfo(2, 256, 4,
32);
m_cache[0x43] = CacheInfo(2, 512, 4,
32);
m_cache[0x44] = CacheInfo(2, 1024, 4,
32);
m_cache[0x45] = CacheInfo(2, 2048, 4,
32);
m_cache[0x79] = CacheInfo(2, 128, 8,
64);
m_cache[0x7a] = CacheInfo(2, 256, 8,
64);
m_cache[0x7b] = CacheInfo(2, 512, 8,
64);
m_cache[0x7c] = CacheInfo(2, 1024, 8,
64);
m_cache[0x82] = CacheInfo(2, 256, 8,
32);
m_cache[0x83] = CacheInfo(2, 512, 8,
32);
m_cache[0x84] = CacheInfo(2, 1024, 8,
32);
m_cache[0x85] = CacheInfo(2, 2048, 8,
32);
m_cache[0x86] = CacheInfo(2, 512, 4,
64);
m_cache[0x87] = CacheInfo(2, 1024, 8, 64);
m_cache[0x22] = CacheInfo(3, 512, 4, 64);
m_cache[0x23]
= CacheInfo(3, 1024, 8, 64);
m_cache[0x25] = CacheInfo(3,
2048, 8, 64);
m_cache[0x29] = CacheInfo(3, 4096, 8, 64);
m_cache是类成员,定义如下:
map<int, CacheInfo> m_cache; // Cache information table
在得到返回值以后,只需要遍历每一个BYTE的值,找到在m_cache中存在的元素,就可以得到cache信息了。代码如下:
typedef unsigned char BYTE;
DWORD CPUID::GetCacheInfo(CacheInfo& L1, CacheInfo& L2,
CacheInfo& L3)
{
BYTE
cValues[16]; //
存储返回的16个byte值
DWORD result =
0; //
记录发现的缓存数量
Executecpuid(2); //
执行cpuid,参数为eax = 2
memcpy(cValues, &m_eax,
16); // 把m_eax, m_ebx, m_ecx和m_edx存储到cValue
for (int i = 1; i < 16; i++) //
开始遍历,注意eax的第一个byte没有意义,需要跳过
{
if
(m_cache.find(cValues[i]) != m_cache.end()) //
从表中查找此信息是否代表缓存
{
switch
(m_cache[cValues[i]].level) //
对号入座,保存缓存信息
{
case
1: // L1 cache
L1 =
m_cache[cValues[i]];
break;
case
2: // L2 cache
L2 =
m_cache[cValues[i]];
break;
case
3: // L3 cache
L3 =
m_cache[cValues[i]];
break;
default:
break;
}
result++;
}
}
return result;
}
7、获得CPU的序列号
序列号无处不在!!CPU的序列号用一个96bit的串表示,格式是连续的6个WORD值:XXXX-XXXX-XXXX-XXX-XXXX-XXXX。WORD是16个bit长的数据,可以用unsigned short模拟:
typedef unsigned short WORD;
获得序列号需要两个步骤,首先用eax = 1做参数,返回的eax中存储序列号的高两个WORD。用eax = 3做参数,返回ecx和edx按从低位到高位的顺序存储前4个WORD。实现如下:
bool CPUID::GetSerialNumber(SerialNumber&
serial)
{
Executecpuid(1); // 执行cpuid,参数为 eax =
1
bool isSupport = m_edx & (1<<18); //
edx是否为1代表CPU是否存在序列号
if (false == isSupport) //
不支持,返回false
{
return
false;
}
memcpy(&serial.nibble[4], &m_eax,
4); // eax为最高位的两个WORD
Executecpuid(3); // 执行cpuid,参数为 eax =
3
memcpy(&serial.nibble[0], &m_ecx, 8); // ecx 和
edx为低位的4个WORD
return true;
}
8、后记
CPUID还能获得很多信息,以上实现的都是最常见的。完整的代码和有关cpuid的资料我会用附件的形式附在文章结尾。昨天代码写完后拿给朋友看,朋友 骂我使用了太多的memcpy()函数进行赤裸裸的内存操作...其实我这么做的目的是提高程序的性能,减少代码量,但是可读性就降了下来,不喜欢这种风 格的朋友可以自己改一下。还有,因为CPUID类只是提供了很多的接口,没有存储数据的功能,所以类以Singleton的方式设计,使用方法可以参考我 代码中的test2.cpp文件
附录:
完整的源代码
cpuid的资料