src/hwf-x86.c

   1 /* hwf-x86.c - Detect hardware features - x86 part
   2  * Copyright (C) 2007, 2011, 2012  Free Software Foundation, Inc.
   3  * Copyright (C) 2012  Jussi Kivilinna
   4  *
   5  * This file is part of Libgcrypt.
   6  *
   7  * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
   9  * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
  10  * the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19  */
  20
  21 #include <config.h>
  22 #include <stdio.h>
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <stdarg.h>
  26 #include <unistd.h>
  27
  28 #include "g10lib.h"
  29 #include "hwf-common.h"
  30
  31 #if !defined (__i386__) && !defined (__x86_64__)
  32 # error Module build for wrong CPU.
  33 #endif
  34
  35 /* We use the next macro to decide whether we can test for certain
  36    features.  */
  37 #undef HAS_X86_CPUID
  38
  39 #if defined (__i386__) && SIZEOF_UNSIGNED_LONG == 4 && defined (__GNUC__)
  40 # define HAS_X86_CPUID 1
  41
  42 static int
  43 is_cpuid_available(void)
  44 {
  45   int has_cpuid = 0;
  46
  47   /* Detect the CPUID feature by testing some undefined behaviour (16
  48      vs 32 bit pushf/popf). */
  49   asm volatile
  50     ("pushf\n\t"                 /* Copy flags to EAX.  */
  51      "popl %%eax\n\t"
  52      "movl %%eax, %%ecx\n\t"     /* Save flags into ECX.  */
  53      "xorl $0x200000, %%eax\n\t" /* Toggle ID bit and copy it to the flags.  */
  54      "pushl %%eax\n\t"
  55      "popf\n\t"
  56      "pushf\n\t"                 /* Copy changed flags again to EAX.  */
  57      "popl %%eax\n\t"
  58      "pushl %%ecx\n\t"           /* Restore flags from ECX.  */
  59      "popf\n\t"
  60      "xorl %%eax, %%ecx\n\t"     /* Compare flags against saved flags.  */
  61      "jz .Lno_cpuid%=\n\t"       /* Toggling did not work, thus no CPUID.  */
  62      "movl $1, %0\n"             /* Worked. true -> HAS_CPUID.  */
  63      ".Lno_cpuid%=:\n\t"
  64      : "+r" (has_cpuid)
  65      :
  66      : "%eax", "%ecx", "cc"
  67      );
  68
  69   return has_cpuid;
  70 }
  71
  72 static void
  73 get_cpuid(unsigned int in, unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
  74           unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
  75 {
  76   unsigned int regs[4];
  77
  78   asm volatile
  79     ("pushl %%ebx\n\t"           /* Save GOT register.  */
  80      "movl %1, %%ebx\n\t"
  81      "cpuid\n\t"
  82      "movl %%ebx, %1\n\t"
  83      "popl %%ebx\n\t"            /* Restore GOT register. */
  84      : "=a" (regs[0]), "=r" (regs[1]), "=c" (regs[2]), "=d" (regs[3])
  85      : "0" (in), "1" (0), "2" (0), "3" (0)
  86      : "cc"
  87      );
  88
  89   if (eax)
  90     *eax = regs[0];
  91   if (ebx)
  92     *ebx = regs[1];
  93   if (ecx)
  94     *ecx = regs[2];
  95   if (edx)
  96     *edx = regs[3];
  97 }
  98
  99 static unsigned int
 100 get_xgetbv(void)
 101 {
 102   unsigned int t_eax;
 103
 104   asm volatile
 105     ("xgetbv\n\t"
 106      : "=a" (t_eax)
 107      : "c" (0)
 108     );
 109
 110   return t_eax;
 111 }
 112
 113 #endif /* i386 && GNUC */
 114
 115
 116 #if defined (__x86_64__) && defined (__GNUC__)
 117 # define HAS_X86_CPUID 1
 118
 119 static int
 120 is_cpuid_available(void)
 121 {
 122   return 1;
 123 }
 124
 125 static void
 126 get_cpuid(unsigned int in, unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
 127           unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
 128 {
 129   unsigned int regs[4];
 130
 131   asm volatile
 132     ("cpuid\n\t"
 133      : "=a" (regs[0]), "=b" (regs[1]), "=c" (regs[2]), "=d" (regs[3])
 134      : "0" (in), "1" (0), "2" (0), "3" (0)
 135      : "cc"
 136      );
 137
 138   if (eax)
 139     *eax = regs[0];
 140   if (ebx)
 141     *ebx = regs[1];
 142   if (ecx)
 143     *ecx = regs[2];
 144   if (edx)
 145     *edx = regs[3];
 146 }
 147
 148 static unsigned int
 149 get_xgetbv(void)
 150 {
 151   unsigned int t_eax;
 152
 153   asm volatile
 154     ("xgetbv\n\t"
 155      : "=a" (t_eax)
 156      : "c" (0)
 157     );
 158
 159   return t_eax;
 160 }
 161
 162 #endif /* x86-64 && GNUC */
 163
 164
 165 #ifdef HAS_X86_CPUID
 166 static unsigned int
 167 detect_x86_gnuc (void)
 168 {
 169   char vendor_id[12+1];
 170   unsigned int features;
 171   unsigned int os_supports_avx_avx2_registers = 0;
 172   unsigned int max_cpuid_level;
 173   unsigned int result = 0;
 174
 175   (void)os_supports_avx_avx2_registers;
 176
 177   if (!is_cpuid_available())
 178     return 0;
 179
 180   get_cpuid(0, &max_cpuid_level,
 181             (unsigned int *)&vendor_id[0],
 182             (unsigned int *)&vendor_id[8],
 183             (unsigned int *)&vendor_id[4]);
 184   vendor_id[12] = 0;
 185
 186   if (0)
 187     ; /* Just to make "else if" and ifdef macros look pretty.  */
 188 #ifdef ENABLE_PADLOCK_SUPPORT
 189   else if (!strcmp (vendor_id, "CentaurHauls"))
 190     {
 191       /* This is a VIA CPU.  Check what PadLock features we have.  */
 192
 193       /* Check for extended centaur (EAX).  */
 194       get_cpuid(0xC0000000, &features, NULL, NULL, NULL);
 195
 196       /* Has extended centaur features? */
 197       if (features > 0xC0000000)
 198         {
 199            /* Ask for the extended feature flags (EDX). */
 200            get_cpuid(0xC0000001, NULL, NULL, NULL, &features);
 201
 202            /* Test bits 2 and 3 to see whether the RNG exists and is enabled. */
 203            if ((features & 0x0C) == 0x0C)
 204              result |= HWF_PADLOCK_RNG;
 205
 206            /* Test bits 6 and 7 to see whether the ACE exists and is enabled. */
 207            if ((features & 0xC0) == 0xC0)
 208              result |= HWF_PADLOCK_AES;
 209
 210            /* Test bits 10 and 11 to see whether the PHE exists and is
 211               enabled.  */
 212            if ((features & 0xC00) == 0xC00)
 213              result |= HWF_PADLOCK_SHA;
 214
 215            /* Test bits 12 and 13 to see whether the MONTMUL exists and is
 216               enabled.  */
 217            if ((features & 0x3000) == 0x3000)
 218              result |= HWF_PADLOCK_MMUL;
 219         }
 220     }
 221 #endif /*ENABLE_PADLOCK_SUPPORT*/
 222   else if (!strcmp (vendor_id, "GenuineIntel"))
 223     {
 224       /* This is an Intel CPU.  */
 225       result |= HWF_INTEL_CPU;
 226     }
 227   else if (!strcmp (vendor_id, "AuthenticAMD"))
 228     {
 229       /* This is an AMD CPU.  */
 230     }
 231
 232   /* Detect Intel features, that might also be supported by other
 233      vendors.  */
 234
 235   /* Get CPU info and Intel feature flags (ECX).  */
 236   get_cpuid(1, NULL, NULL, &features, NULL);
 237
 238 #ifdef ENABLE_PCLMUL_SUPPORT
 239   /* Test bit 1 for PCLMUL.  */
 240   if (features & 0x00000002)
 241      result |= HWF_INTEL_PCLMUL;
 242 #endif
 243   /* Test bit 9 for SSSE3.  */
 244   if (features & 0x00000200)
 245      result |= HWF_INTEL_SSSE3;
 246 #ifdef ENABLE_AESNI_SUPPORT
 247   /* Test bit 25 for AES-NI.  */
 248   if (features & 0x02000000)
 249      result |= HWF_INTEL_AESNI;
 250 #endif /*ENABLE_AESNI_SUPPORT*/
 251 #if defined(ENABLE_AVX_SUPPORT) || defined(ENABLE_AVX2_SUPPORT)
 252   /* Test bit 27 for OSXSAVE (required for AVX/AVX2).  */
 253   if (features & 0x08000000)
 254     {
 255       /* Check that OS has enabled both XMM and YMM state support.  */
 256       if ((get_xgetbv() & 0x6) == 0x6)
 257         os_supports_avx_avx2_registers = 1;
 258     }
 259 #endif
 260 #ifdef ENABLE_AVX_SUPPORT
 261   /* Test bit 28 for AVX.  */
 262   if (features & 0x10000000)
 263     if (os_supports_avx_avx2_registers)
 264       result |= HWF_INTEL_AVX;
 265 #endif /*ENABLE_AVX_SUPPORT*/
 266 #ifdef ENABLE_DRNG_SUPPORT
 267   /* Test bit 30 for RDRAND.  */
 268   if (features & 0x40000000)
 269      result |= HWF_INTEL_RDRAND;
 270 #endif /*ENABLE_DRNG_SUPPORT*/
 271
 272   /* Check additional Intel feature flags.  Early Intel P5 processors report
 273    * too high max_cpuid_level, so don't check level 7 if processor does not
 274    * support SSE3 (as cpuid:7 contains only features for newer processors).
 275    * Source: http://www.sandpile.org/x86/cpuid.htm  */
 276   if (max_cpuid_level >= 7 && (features & 0x00000001))
 277     {
 278       /* Get CPUID:7 contains further Intel feature flags. */
 279       get_cpuid(7, NULL, &features, NULL, NULL);
 280
 281       /* Test bit 8 for BMI2.  */
 282       if (features & 0x00000100)
 283           result |= HWF_INTEL_BMI2;
 284
 285 #ifdef ENABLE_AVX2_SUPPORT
 286       /* Test bit 5 for AVX2.  */
 287       if (features & 0x00000020)
 288         if (os_supports_avx_avx2_registers)
 289           result |= HWF_INTEL_AVX2;
 290 #endif /*ENABLE_AVX_SUPPORT*/
 291     }
 292
 293   return result;
 294 }
 295 #endif /* HAS_X86_CPUID */
 296
 297
 298 unsigned int
 299 _gcry_hwf_detect_x86 (void)
 300 {
 301 #if defined (HAS_X86_CPUID)
 302   return detect_x86_gnuc ();
 303 #else
 304   return 0;
 305 #endif
 306 }