cpuid (x86)

EAX=0でcpuidを実行すると、次の値が得られる。cpuid対応の全CPU対象。

• EAX: 基本CPUID情報の最大入力値
• EBX:EDX:ECX: ベンダー文字列
  • "GenuineIntel" ‐ Intel
  • "AuthenticAMD" ‐ AMD
  • "CentaurHauls" ‐ Centaur
  • "CyrixInstead" ‐ Cyrix
  • "Geode by NSC" ‐ National Semiconductor
  • "NexGenDriven" ‐ NexGen
  • "RiseRiseRise" ‐ Rise
  • "SiS SiS SiS " ‐ SiS
  • "GenuineTMx86"、"TransmetaCPU" ‐ Transmeta
  • "UMC UMC UMC " ‐ UMC
  • "VIA VIA VIA " ‐ VIA Technologies

GenuineIntelの場合、EBX=0x756e6547、EDX=0x49656e69、ECX=0x6c65746eが返される。

EAX=1でcpuidを実行すると、次の値が得られる。cpuid対応の全CPU対象。

• EAX: プロセッサーシグネチャ
  • CPUID番号(プロセッサーシリアルナンバーの上位32ビット)

    i486以降の内容は次のとおり。

    • ビット0〜3: Stepping ID (i386ではMinor Stepping)
    • ビット4〜7: Model Number (i386ではMajor Stepping)
    • ビット8〜11: Family Code
    • ビット12〜13: Processor Type (i386ではビット15〜12がProcessor Type)
    • ビット14〜15: 予備
    • ビット16〜19: Extended Model
    • ビット20〜27: Extended Family
    • ビット28〜31: 予備
• EBX: ファンクションフラグ
  • ビット31〜24: APIC ID
  • ビット23〜16: 論理CPU数
  • ビット15〜8: CLFLUSH
  • ビット7〜0: ブランドID
• ECX: Feature flags(その2) 特に記載がない場合は各ビットが0で無効(機能なし)、1で有効(機能あり)。

  0	SSE3	ストリーミングSIMD拡張命令3対応
  1	PCLMULQDQ	PCLMULQDQ Instruction
  2	DTES64	64bit Debug Trace and EMON Store MSRs
  3	MONITOR	MONITOR/MWAIT命令対応
  4	DS-CPL	CPLの条件を満たすデバッグストア拡張機能
  5	VMX	Intel VT (Virtual Machine Extensions)
  6	SMX	Safer Mode Extensions
  7	EST	拡張版 Intel SpeedStep テクノロジー
  8	TM2	温度モニター2の温度制御回路(TCC)を実装
  9	SSSE3	Supplemental SSE3
  10	CNXT-ID	コンテキストID、BIOSからL1データキャッシュモードを設定可
  11	SDBG	シリコンデバッグ用のIA32_DEBUG_INTERFACE MSRに対応
  12	FMA	YMM状態を使用したFMA拡張に対応
  13	CX16	CMPXCHG16B命令対応
  14	xTPR	タスク・プライオリティ・メッセージの送信を停止する機能に対応
  15	PDCM	Performance/Debug Capability MSR
  16		予約
  17	PCID	Process-context Identifiers
  18	DCA	Direct Cache Access
  19	SSE4_1	Streaming SIMD Extensions 4.1
  20	SSE4_2	Streaming SIMD Extensions 4.2
  21	x2APIC	x2APIC
  22	MOVBE	MOVBE
  23	POPCNT	Population Count Instruction
  24	TSC-Deadline	TSC-Deadline
  25	AESNI	AES
  26	XSAVE	CR4.OSXSAVE
  27	OSXSAVE	CR4.OSXSAVE
  28	AVX	AVX
  29	F16C	16ビット浮動小数点変換命令
  30	RDRAND	RDRAND instruction
  31	HYPERVISOR	何らかのHYPERVISOR状態

• EDX: Feature flags(その1)

  0	FPU	x87浮動小数点命令に対応するFPU機能
  1	VME	仮想8086モード拡張機能
  2	DE	I/Oブレークポイントをサポートするデバッグ拡張機能
  3	PSE	4Miバイトページをサポートするページサイズ拡張機構
  4	TSC	タイムスタンプ・カウンター、RDTSC命令に対応
  5	MSR	モデル固有レジスター、RDMSR命令、WRMSR命令
  6	PAE	32ビットを超える物理アドレスをサポートする物理アドレス拡張機構
  7	MCE	マシンチェック例外(例外18)とCR4.MCEイネーブル・ビットに対応
  8	CX8	CMPXCHG8命令のサポート
  9	APIC	オンチップAPICハードウェアのサポート
  10		予約
  11	SEP	高速システムコール命令SYSENTER/SYSEXITに対応
  12	MTRR	メモリータイプ範囲レジスター(MTRR_CAPレジスター)対応
  13	PGE	ページ・グローバル・イネーブル、PDE内とPTE内でグローバル・ビットに対応
  14	MCA	マシン・チェック・アーキテクチャー(MCG_CAPレジスター)対応
  15	CMOV	条件付MOVE命令、CMOVcc(FPU対応時はFCMOVccとFCOMI命令も)対応
  16	PAT	ページ属性テーブル対応
  17	PSE-36	36ビット・ページ・サイズ拡張機構
  18	PSN	プロセッサーシリアルナンバー対応かつ有効
  19	CLFSH	CLFLUSH命令対応
  20		予約
  21	DS	デバッグストア(アドレスへ/からの分岐履歴をメモリーバッファに書く機能)対応
  22	ACPI	ACPI機能対応
  23	MMX	MMXテクノロジー拡張命令セット対応
  24	FXSR	高速浮動小数点セーブ/リストア命令FXSAVE/FXRSTOR対応
  25	SSE	ストリーミングSIMD拡張命令対応
  26	SSE2	ストリーミングSIMD拡張命令2対応
  27	SS	自己スヌープ対応
  28	HTT	ハイパースレッディング・テクノロジー機能を搭載
  29	TM	T温度モニターの自動温度制御回路(TCC)を実装
  30	IA-64	IA-64 Processor Capable
  31	PBE	ペンディング・ブレーク・イネーブルFERR#/PBE#ピン対応

現在のIA-32プロセッサーの仕様書では、ビット30は予約としか記載がない。IA-64は名を出すことも憚られる黒歴史だったらしい。

EAX=2でcpuidを実行すると、次の値が得られる。cpuid対応の全CPU対象。

• EAX,EBX,ECX,EDX: CPUキャッシュとTLBディスクリプター

EAX=3でcpuidを実行すると、次の値が得られる。これは、プロセッサーシリアルナンバー対応製品のみで有効で、事前にEAX=0で最大入力値を確認せねばならない。

• EDX:ECX: プロセッサーシリアルナンバーの下位64ビット (上位32ビットはEAX=1のEAX)

Transmetaの場合、EAXとEBXにも値を返す。CrusoeではEBXに、EfficeonではEAXとEBXに返される。

基本cpuid情報の最大入力値が4〜5以上で、かつIA32_CR_MISC_ENABLES.BOOT_NT4(ビット22)が0(デフォルト)時には、EAX=4またはEAX=5で、次の値が得られる。

• EAX=4時: キャッシュ・コンフィグレーション・ディスクリプターの情報
• EAX=5時: MONITOR/MWAIT機能の情報

EAX=4では、引数ECXが必要である。0ならL1D、1ならL2の情報、あるいは、0ならL1D、1ならL1I、2ならL2、を得る、といった動作をする。

いずれも、MSRのMISC_ENABLEのLCMVが0の場合に有効となる。Windows NTのバグ対策のためとされる。

EAX=6でcpuidを実行すると、パワーマネージメント情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が6以上の場合のみ有効。

• EAX:
  • ビット0: 1=ディジタル温度計あり
  • ビット1: 1=Intel Turbo Boost Technology有効
  • ビット2: ARAT, 1=常時実行のAPICタイマー有効
  • ビット3: 予約
  • ビット4: PLN, 1=電力制限通知制御に対応
  • ビット5: ECMD, 1=クロック変調デューティーサイクル拡張に対応
  • ビット6: PTM, 1=パッケージの熱管理に対応
  • ビット7: HWP, 1=HWPベースレジスター (IA32_PM_ENABLE[ビット0]、IA32_HWP_CAPABILITIES、IA32_HWP_REQUEST、IA32_HWP_STATUS)に対応
  • ビット8: HWP_Notification, 1=IA32_HWP_INTERRUPT MSRに対応
  • ビット9: HWP_Activity_Window, 1=IA32_HWP_REQUEST[ビット41〜32]に対応
  • ビット10: HWP_Energy_Performance_Preference, 1=IA32_HWP_REQUEST[ビット31〜24]に対応
  • ビット11: HWP_Package_Level_Request. 1=IA32_HWP_REQUEST_PKG MSRに対応
  • ビット12: 予約
  • ビット13: HDC, 1=HDCベースレジスターのIA32_PKG_HDC_CTL、IA32_PM_CTL1、IA32_THREAD_STALL MSRsに対応
  • ビット14: 1=Intel Turbo Boost Max Technology 3.0 有効
  • ビット15: HWP Capabilities, 1=最高パフォーマンスチェンジに対応
  • ビット16: 1=HWP PECI オーバーライドに対応
  • ビット17: フレキシブルHWPに対応
  • ビット18: IA32_HWP_REQUESTMSRの高速アクセスモードに対応
  • ビット19: HW_FEEDBACK, 1=IA32_HW_FEEDBACK_PTR MSR、IA32_HW_FEEDBACK_CONFIG MSR、IA32_PACKAGE_THERM_STATUS MSR ビット26、および IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT MSR ビット25に対応
  • ビット20: 1=アイドル論理プロセッサーHWP要求の無視に対応
  • ビット31〜21: 予約
• EBX:
  • ビット3〜0: ディジタル温度計の割込スレッショルド数
• ECX:
  • ビット0: 1=ハードウェア調整フィードバック機能(IA32_MPERFおよびIA32_APERFの存在)
  • ビット2〜0: 予約(0)
  • ビット3: 1=CPUID.06H:ECX.SETBH [ビット3]が設定されている場合、プロセッサーはパフォーマンスエネルギーバイアス設定に対応する

    これは、IA32_ENERGY_PERF_BIAS(1B0H)と呼ばれる新しいアーキテクチャーのMSRの存在も意味する。

  • ビット31〜4: 予約(0)
• EDX:
  • ビット7〜0: サポートされているハードウェアフィードバックインターフェイス機能のビットマップ
    • ビット0: 1=パフォーマンス機能レポートが有効
    • ビット1: 1=エネルギー効率能力レポートが有効
    • ビット7〜2: 予約
  • ビット11〜8: ハードウェアフィードバックインターフェイス構造のサイズを4KiBページの数で列挙する。結果を得るには戻り値に1を加算する
  • ビット31〜16: ハードウェアフィードバックインターフェイス構造内の、この論理プロセッサの行のインデックス(0から開始)

    インデックスは複数のプロセッサーで同じである場合がある

    インデックスは必ずしも連続しておらず、未使用の行(row)が存在しうる

予約 (未使用)

EAX=9でcpuidを実行すると、DCA(Direct Cache Access)パラメーターが得られる。基本CPUID情報の最大入力値が9以上の場合のみ有効。

• EAX: PLATFORM_DCA_CAP MSR 0000_01F8h
• EBX: 予約 (未使用)
• ECX: 予約 (未使用)
• EDX: 予約 (未使用)

MSRのMISC_ENABLEのLCMVが0の場合に有効となる。Windows NTのバグ対策のためとされる。

EAX=10でcpuidを実行すると、DCAパラメーターが得られる。基本CPUID情報の最大入力値が10以上の場合のみ有効。

• EAX:
  • ビット7〜0: リビジョン
  • ビット15〜8: 1論理プロセッサーに対するPeMoカウンター数
  • ビット23〜16: PeMoカウンターのビット幅
  • ビット31〜24: EBXビットベクター長
• EBX:
  • ビット0: core cycles event unavailable
  • ビット1: instructions retired event unavailable
  • ビット2: reference cycles event unavailable
  • ビット3: last level cache references event unavailable
  • ビット4: last level cache misses event unavailable
  • ビット5: branch instructions retired event unavailable
  • ビット6: branch mispredicts retired event unavailable
  • ビット31〜7: 予約=0
• ECX: 予約 (未使用)
• EDX:
  • ビット4〜0: 固定機能PeMoカウンターの数
  • ビット12〜5: 固定機能PeMoカウンターのビット幅
  • ビット14〜13: 予約=0
  • ビット15: AnyThread deprecation
  • ビット31〜16: 予約=0

EDXのビット12〜0は、リビジョン2以降で有効。

MSRのMISC_ENABLEのLCMVが0の場合に有効となる。Windows NTのバグ対策のためとされる。

EAX=11でcpuidを実行すると、topology enumeration情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が11以上の場合のみ有効。

引数としてECXを求める。ECX=0でcpuidを実行するとSMTの情報が得られる。

MSRのMISC_ENABLEのLCMVが0の場合に有効となる。Windows NTのバグ対策のためとされる。

予約 (未使用)

EAX=13、ECXにサブリーフ番号を入れてcpuidを実行すると、extended state enumeration情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が13以上の場合のみ有効。

ECXのサブリーフ番号は、0でメイン、1でサブ、2〜62でXCR0.nのsub情報が得られる。

MSRのMISC_ENABLEのLCMVが0の場合に有効となる。Windows NTのバグ対策のためとされる。

EAX=15〜16、ECXにサブリーフ番号を入れてcpuidを実行すると、Intel Resource Director Technology (Intel RDT)やキャッシュ、Memory Bandwidth Allocation Enumerationなどに関する各種の情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値がEAXに入れる値以上の場合のみ有効。

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=18(=12H)でcpuidを実行すると、Intel SGXに関する情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が18以上の場合のみ有効。

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=20(=14H)でcpuidを実行すると、Intel Processor Trace Enumeration情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が20以上の場合のみ有効。

EAX=21(=15H)でcpuidを実行すると、タイムスタンプカウンター(TSC)やNominal Core Crystal Clockに関する情報が得られる。サブリーフ番号はない。基本CPUID情報の最大入力値が21以上の場合のみ有効。

EAX=22(=16H)でcpuidを実行すると、CPUの周波数情報が得られる。サブリーフ番号はない。基本CPUID情報の最大入力値が22以上の場合のみ有効。

• EAX
  • ビット15〜0: Processor Base Frequency (MHz)
  • ビット31〜16: 予約 (=0)
• EBX
  • ビット15〜0: Maximum Frequency (MHz)
  • ビット31〜16: 予約 (=0)
• ECX
  • ビット15〜0: Bus (Reference) Frequency (MHz)
  • ビット31〜16: 予約 (=0)
• EDX: 予約

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=23(=17H)でcpuidを実行すると、System-On-Chip Vendor Attribute Enumerationに関する情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が23以上の場合のみ有効。

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=24(=18H)でcpuidを実行すると、Deterministic Address Translation Parametersに関する情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が24以上の場合のみ有効。

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=26(=1AH)でcpuidを実行すると、Hybrid Information Enumerationに関する情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が26以上の場合のみ有効。

ECXにサブリーフ番号を入れ、EAX=31(=1FH)でcpuidを実行すると、V2 Extended Topology Enumerationに関する情報が得られる。基本CPUID情報の最大入力値が31以上の場合のみ有効。

EAX=80000000Hでcpuidを実行すると、次の値が得られる。拡張機能対応チェックも兼ねている。

• EAX: 拡張CPUID情報の最大入力値
• EBX: 予約 (未使用)
• ECX: 予約 (未使用)
• EDX: 予約 (未使用)

拡張CPUIDに対応していない場合、EAXは80000000Hよりも小さな値を返す。

IntelではEBX,ECX,EDXは0だが、他のブランドではEAX=0000_0000と同じベンダー文字列を返すことがある(AMD、Transmeta、NSCのGX2など)。

EAX=80000001Hでcpuidを実行すると、次の値が得られる。対応しているCPUのみ。

• EAX: 拡張プロセッサー種類情報(AMD系CPUの種類)
• EBX: 拡張プロセッサー種類情報(AMD系CPUの種類)
• ECX: Extended Feature flags(その2)

  0	LAHF	64ビットモードでのlahf/sahfの使用可否
  1	CMPL	HTT=1がHTT(0)かCMP(1)を示す
  2	SVM	Secure Virtual Machine
  3	EAS	Extended APIC
  4	AMC8	LOCK MOV CR0 means MOV CR8
  5	ABM	Advanced Bit Manipulation. LZCNT
  6	SSE4A	Streaming SIMD Extensions 4a
  7	MASSE	Misaligned SSE mode
  8	PREFETCH	PREFETCHとPREFETCHW命令のサポート
  9	OSVW	OS Visible Workaround
  10	IBS	instruction based sampling
  11	XOP	eXtended Operations
  12	SKINIT	SKINITとSTGIのサポート
  13	WDT	ウォッチドッグタイマーのサポート
  14		予約
  15	LWP	Light Weight Profiling
  16	FMA4	4 operands MAC instructions
  17	TCE	translation cache extension
  18		予約
  19	MSR	NodeId MSR
  20		予約
  21	TBM	trailing bit manipulations
  22	TOPOEXT	topology extensions CPUID leafs
  23	PERFCTR_CORE	core performance counter extensions
  24	PERFCTR_NB	NB performance counter extensions
  25		予約
  26	DBX	Data breakpoint extensions
  27	PERFTSC	Performance TSC
  28	PERFCTR_L2	L2 performance counter extensions
  29		予約
  30		予約
  31		予約

• EDX: Extended Feature Flags(その1)

  0		Feature flags(EAX=0000_0001、EDX) 0〜9と同じ
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10		予約
  11	SYSCALL	syscall/sysret命令のサポート
  12		Feature flags 12〜17と同じ
  13
  14
  15
  16
  17
  18		予約
  19	MP	Multiprocessing Capable
  20	NX/XD	No-execute Page Protection
  21		予約
  22	MMX+	MMX Instruction Extensions
  23		Feature flags 23〜24と同じ
  24
  25	FFXSR	FXSAVE/FXRSTOR命令オプティマイズ
  26	P1GB	1GB large pageの対応
  27	RDTSCP	RDTSCP命令とIA32_TSC_AUXのサポート
  28		予約
  29	LM	AMD64/Intel 64 ロングモード
  30	3DNow!+	3DNow! Instruction Extensions (Enhanced 3DNow!)
  31	3DNow!	3DNow! Instructions

Feature flagsと同じ、とされている領域については、CPU種類によっては別の情報が格納されていることもある。

殆どがAMD用の情報ビットで、Intelの仕様書では、ECXのビット0、5、8と、EDXのビット11、20、26、27、29のみ明記があり、他は予約としている。

対応しているCPUでEAX=80000002〜4Hでcpuidを実行すると、EAX,EBX,ECX,EDXにNUL末端のプロセッサーブランド文字列が得られる。最大48バイト。

Intelのプロセッサーも対応している。

EAX=80000005Hでcpuidを実行すると、1次キャッシュの情報が得られる。対応しているCPUのみ。

• EAX: 4/2 MB L1 TLB configuration descriptor
• EBX: 4 KB L1 TLB configuration descriptor
• ECX: data L1 cache configuration descriptor
• EDX: code L1 cache configuration descriptor

Intelのプロセッサーは対応せず、予約で値は全て0としている。

EAX=80000006Hでcpuidを実行すると、2次キャッシュ、3次キャッシュの情報が得られる。対応しているCPUのみ。

• EAX: 4/2 MB L2 TLB configuration descriptor
• EBX: 4 KB L2 TLB configuration descriptor
• ECX: unified L2 cache configuration descriptor
• EDX: unified L3 cache configuration descriptor

Intelプロセッサーの仕様書では、次のような記載がある。

• EAX: 予約 (未使用)
• EBX: 予約 (未使用)
• ECX:
  • ビット7〜0: キャッシュラインサイズ(バイト数)
  • ビット11〜8: 予約 (未使用)
  • ビット15〜12: L2 Associativity field
    • 00H ‐ Disabled
    • 01H ‐ Direct mapped
    • 02H ‐ 2-way
    • 03H ‐ (予約)
    • 04H ‐ 4-way
    • 05H ‐ (予約)
    • 06H ‐ 8-way
    • 07H ‐ (予約)
    • 08H ‐ 16-way
    • 09H ‐ (予約)
    • 0AH ‐ 32-way
    • 0BH ‐ (予約)
    • 0CH ‐ 64-way
    • 0DH ‐ 96-way
    • 0EH ‐ 128-way
    • 0FH ‐ Fully associative
  • ビット31〜16: Cache size in 1K units
• EDX: 予約=0 (未使用)

EAX=80000007Hでcpuidを実行すると、電源管理関係の機能の情報が得られる。対応しているCPUのみ。

• EDX: Power Management

  0	TS	Temperature Sensor
  1	FID	Frequency ID Control
  2	VID	Voltage ID Control
  3	TTP	Thermal Trip
  4	TM	Thermal Monitoring
  5	STC	Software Thermanl Control
  6	MUL	100MHz Multiplier Steps
  7	HWPS	Hardware P-State Control
  8	ITSC	Invariant TSC
  9		予約
  10		予約
  11		予約
  12		予約
  13		予約
  14		予約
  15		予約
  16		予約
  17		予約
  18		予約
  19		予約
  20		予約
  21		予約
  22		予約
  23		予約
  24		予約
  25		予約
  26		予約
  27		予約
  28		予約
  29		予約
  30		予約
  31		予約

Intelプロセッサーでは、ビット8(ITSC)のみ定義している。

EAX=80000008Hでcpuidを実行すると、拡張アドレス長機能などの情報が得られる。対応しているCPUのみ。

• EAX:
  • ビット7〜0: 物理アドレス長
  • ビット15〜8: リニアアドレス長
  • ビット23〜16: ゲスト物理アドレス長 (0ならビット7〜0を参照)
  • ビット31〜24: 予約
• EBX:
  • ビット0: CLZERO、RAXのアドレスでキャッシュラインをクリアする
  • ビット4: RDPRU、リング3からMPERFまたはAPERFを読み取る
  • ビット8: MCOMMIT、ストアをメモリーにコミットする。メモリーフェンシングおよびECCエラーの取得用
  • ビット9: WBNOINVD、ライトバック、およびキャッシュを無効にしない
• ECX:
  • ビット7〜0: ダイ数−1あたりのコア数
  • ビット11〜8: 予約
  • ビット15〜12: number of LSBs in APIC ID that indicate core ID
  • ビット31〜16: 予約

Intelプロセッサーの仕様書では、EAXのビット15〜0の範囲のみ定義がある。

EAX=8000000AHでcpuidを実行すると、SVM情報が得られる。対応しているCPUのみ。

EAX=80000019Hでcpuidを実行すると、TLBコンフィギュレーションディスクリプターが得られる。対応しているCPUのみ。

EAX=8000001AHでcpuidを実行すると、パフォーマンス最適化に関する情報が得られる。対応しているCPUのみ。

AMD K7とK8に限り、EAX=8FFFFFFFHでcpuidを実行すると、EAX:EBX:ECX:EDXに文字列 "IT'S HAMMER TIME" を返すイースターエッグがある。