tools/cpuid: add cache topology detection
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48e71ce0dd
382
tools/cpuid.cpp
382
tools/cpuid.cpp
@ -7,12 +7,390 @@
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*/
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||||
#include "cpuid.hpp"
|
||||
//#include <iostream>
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||||
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#include <cruft/util/std.hpp>
|
||||
#include <cruft/util/debug/assert.hpp>
|
||||
#include <cruft/util/types/sized.hpp>
|
||||
#include <cruft/util/cast.hpp>
|
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#include <fmt/core.h>
|
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|
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#include <sys/sysinfo.h>
|
||||
#include <sched.h>
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#include <err.h>
|
||||
#include <unistd.h>
|
||||
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///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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template <u32 hi, u32 lo>
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static constexpr
|
||||
auto
|
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bits (u32 val)
|
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{
|
||||
CHECK (hi >= lo);
|
||||
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||||
static constexpr u32 const len = hi - lo + 1;
|
||||
static constexpr u32 const rsize = cruft::round_pow2 (len < 8 ? 8 : len);
|
||||
using result_t = cruft::types::sized::bits<rsize>::uint;
|
||||
|
||||
return cruft::cast::narrow<result_t> (
|
||||
(val >> lo) & ((1 << len) - 1)
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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||||
namespace {
|
||||
struct cpuid_t {
|
||||
u32 a, b, c, d;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
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//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static cpuid_t
|
||||
cpuid (u32 query, u32 param = 0)
|
||||
{
|
||||
::cpuid_t res {};
|
||||
|
||||
asm (
|
||||
"cpuid"
|
||||
: "=a" (res.a), "=b" (res.b), "=c" (res.c), "=d" (res.d)
|
||||
: "a" (query), "c" (param)
|
||||
);
|
||||
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
namespace {
|
||||
struct vendor_t {
|
||||
u32 b, d, c;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static constexpr vendor_t VENDOR_AMD [[maybe_unused]] = {
|
||||
.b = 0x6874'7541, // 'htuA'
|
||||
.d = 0x6974'6E65, // 'itne'
|
||||
.c = 0x444D'4163, // 'DMAc
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static vendor_t
|
||||
vendor (void)
|
||||
{
|
||||
auto const src = cpuid (0x8000'0000, 0);
|
||||
return {
|
||||
.b = src.b,
|
||||
.d = src.d,
|
||||
.c = src.c
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
template <>
|
||||
struct fmt::formatter<::vendor_t> {
|
||||
constexpr format_parse_context::iterator
|
||||
parse (format_parse_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return ctx.begin ();
|
||||
}
|
||||
|
||||
format_context::iterator
|
||||
format (::vendor_t const &val, format_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
char buf[5] = {};
|
||||
|
||||
memcpy (&buf, &val.b, 4);
|
||||
fmt::format_to (ctx.out (), "{}", buf);
|
||||
|
||||
memcpy (&buf, &val.d, 4);
|
||||
fmt::format_to (ctx.out (), "{}", buf);
|
||||
|
||||
memcpy (&buf, &val.c, 4);
|
||||
fmt::format_to (ctx.out (), "{}", buf);
|
||||
|
||||
return ctx.out ();
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
namespace {
|
||||
struct cache_t {
|
||||
u32 size;
|
||||
u16 associativity;
|
||||
u16 lines_per_tag;
|
||||
u16 line_size;
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct splitcache_t {
|
||||
cache_t d;
|
||||
cache_t i;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static cache_t
|
||||
_l1_from_u32 (u32 const src)
|
||||
{
|
||||
return cache_t {
|
||||
.size = bits<31, 24> (src),
|
||||
.associativity = bits<23, 16> (src),
|
||||
.lines_per_tag = bits<15, 8> (src),
|
||||
.line_size = bits< 7, 0> (src),
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static splitcache_t
|
||||
l1 (void)
|
||||
{
|
||||
auto const src = cpuid (0x8000'0005);
|
||||
return {
|
||||
.d = _l1_from_u32(src.c),
|
||||
.i = _l1_from_u32(src.d),
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static cache_t
|
||||
l2 (void)
|
||||
{
|
||||
auto const src = cpuid (0x8000'0006);
|
||||
return cache_t {
|
||||
.size = bits<31, 16> (src.c),
|
||||
.associativity = bits<15, 12> (src.c),
|
||||
.lines_per_tag = bits<11, 8> (src.c),
|
||||
.line_size = bits< 7, 0> (src.c),
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static constexpr std::pair<u16, u16> L3_ASSOCIATIVITY[0xF + 1] = {
|
||||
[ 0] = { 0, 0 },
|
||||
[ 1] = { 1, 1 },
|
||||
[ 2] = { 2, 2 },
|
||||
[ 3] = { 3, 3 },
|
||||
[ 4] = { 4, 5 },
|
||||
[ 5] = { 6, 7 },
|
||||
[ 6] = { 8, 15 },
|
||||
[ 7] = { 0, 0 },
|
||||
[ 8] = { 16, 31 },
|
||||
[ 9] = { 0, 0 },
|
||||
[10] = { 32, 47 },
|
||||
[11] = { 48, 63 },
|
||||
[12] = { 64, 95 },
|
||||
[13] = { 96, 127 },
|
||||
[14] = { 128, 0 }, // less than fully
|
||||
[15] = { 0, 0 }, // fully associative
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
static cache_t
|
||||
l3 (void)
|
||||
{
|
||||
auto const src = cpuid (0x8000'0006);
|
||||
|
||||
auto const l3size = bits<31, 18> (src.d);
|
||||
auto const l3assoc = bits<15, 12> (src.d);
|
||||
|
||||
fmt::print ("l3assoc: {}\n", l3assoc);
|
||||
auto const [assoc_lo, assoc_hi] = L3_ASSOCIATIVITY[l3assoc];
|
||||
|
||||
return {
|
||||
.size = l3size * 512u,
|
||||
.associativity = assoc_lo,
|
||||
.lines_per_tag = bits<11, 8> (src.d),
|
||||
.line_size = bits< 7, 0> (src.d),
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
template <>
|
||||
struct fmt::formatter<::cache_t> {
|
||||
constexpr format_parse_context::iterator
|
||||
parse (format_parse_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return ctx.begin ();
|
||||
}
|
||||
|
||||
format_context::iterator
|
||||
format (::cache_t const &val, format_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return fmt::format_to (
|
||||
ctx.out (),
|
||||
"size: {}\nassociativity: {}\nlines_per_tag: {}\nline_size: {}\n",
|
||||
val.size,
|
||||
val.associativity,
|
||||
val.lines_per_tag,
|
||||
val.line_size
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
template <>
|
||||
struct fmt::formatter<::splitcache_t> {
|
||||
constexpr format_parse_context::iterator
|
||||
parse (format_parse_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return ctx.begin ();
|
||||
}
|
||||
|
||||
format_context::iterator
|
||||
format (::splitcache_t const &val, format_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return fmt::format_to (ctx.out (), "d:\n{}\ni:\n{}\n", val.d, val.i);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
namespace {
|
||||
struct cachetopology_t {
|
||||
u32 num_sharing_cache;
|
||||
bool fully_associative;
|
||||
bool self_initialisation;
|
||||
u08 level;
|
||||
u08 type;
|
||||
|
||||
u16 ways;
|
||||
u16 partitions;
|
||||
u16 line_size;
|
||||
|
||||
u32 num_sets;
|
||||
|
||||
bool inclusive;
|
||||
bool wbinvd;
|
||||
|
||||
u32 size (void) const
|
||||
{
|
||||
return (ways + 1) * (partitions + 1) * (line_size + 1) * (num_sets + 1);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
static cachetopology_t
|
||||
cache_topology (u32 idx)
|
||||
{
|
||||
auto const src = cpuid (0x8000'001D, idx);
|
||||
|
||||
auto const type = bits<4, 0> (src.a);
|
||||
if (type == 0)
|
||||
return {};
|
||||
|
||||
return {
|
||||
.num_sharing_cache = bits<25, 14> (src.a),
|
||||
.fully_associative = !!bits< 9, 9> (src.a),
|
||||
.self_initialisation = !!bits< 8, 8> (src.a),
|
||||
.level = bits<7, 5> (src.a),
|
||||
.type = bits<4, 0> (src.a),
|
||||
|
||||
.ways = bits<31, 22> (src.b),
|
||||
.partitions = bits<21, 12> (src.b),
|
||||
.line_size = bits<11, 0> (src.b),
|
||||
|
||||
.num_sets = src.c,
|
||||
|
||||
.inclusive = !!bits<1, 1> (src.d),
|
||||
.wbinvd = !!bits<0, 0> (src.d),
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------------------------------------------------------------
|
||||
template <>
|
||||
struct fmt::formatter<::cachetopology_t> {
|
||||
constexpr format_parse_context::iterator
|
||||
parse (format_parse_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return ctx.begin ();
|
||||
}
|
||||
|
||||
format_context::iterator
|
||||
format (::cachetopology_t const &val, format_context &ctx)
|
||||
{
|
||||
return fmt::format_to (ctx.out (),
|
||||
"num_sharing_cache: {}\n"
|
||||
"fully_associative: {}\n"
|
||||
"self_initialisation: {}\n"
|
||||
"level: {}\n"
|
||||
"type: {}\n"
|
||||
"ways: {}\n"
|
||||
"partitions: {}\n"
|
||||
"line_size: {}\n"
|
||||
"num_sets: {}\n"
|
||||
"inclusive: {}\n"
|
||||
"wbinvd: {}\n"
|
||||
"size: {}\n",
|
||||
|
||||
val.num_sharing_cache,
|
||||
val.fully_associative,
|
||||
val.self_initialisation,
|
||||
val.level,
|
||||
val.type,
|
||||
val.ways,
|
||||
val.partitions,
|
||||
val.line_size,
|
||||
val.num_sets,
|
||||
val.inclusive,
|
||||
val.wbinvd,
|
||||
|
||||
val.size ()
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
// TODO: Function Bh — Extended Topology Enumeration
|
||||
|
||||
#include <iostream>
|
||||
|
||||
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||||
int
|
||||
main ()
|
||||
{
|
||||
std::cout << cruft::cpu::native {} << '\n';
|
||||
fmt::print ("vendor: {}\n\n", vendor ());
|
||||
fmt::print ("l1:\n{}\n", l1 ());
|
||||
fmt::print ("l2:\n{}\n", l2 ());
|
||||
fmt::print ("l3:\n{}\n", l3 ());
|
||||
|
||||
for (int i = 0; ; ++i) {
|
||||
auto const cache = cache_topology (i);
|
||||
if (cache.type == 0)
|
||||
break;
|
||||
fmt::print ("cache{}:\n{}\n", i, cache);
|
||||
}
|
||||
|
||||
auto const self = getpid ();
|
||||
|
||||
for (int proc = 0, nprocs = get_nprocs (); proc < nprocs; ++proc) {
|
||||
cpu_set_t set {};
|
||||
CPU_ZERO (&set);
|
||||
CPU_SET (proc, &set);
|
||||
|
||||
if (sched_setaffinity (self, sizeof (set), &set) == -1)
|
||||
err (EXIT_FAILURE, "sched_setaffinity");
|
||||
|
||||
auto const llc = cache_topology (3);
|
||||
fmt::print ("proc {}: {}\n", proc, llc.size () / 1024 / 1024);
|
||||
}
|
||||
|
||||
//std::cout << cruft::cpu::native {} << '\n';
|
||||
};
|
||||
|
||||
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