cpuid

cpuid 包提供了有关当前程序运行的 CPU 的信息。

CPU 特性在启动时被检测,并在应用程序的整个生命周期中保持快速访问。目前支持 x86 / x64 (AMD64/i386) 和 ARM (ARM64),且不使用外部 C (cgo) 代码,这使得该库非常易于使用。

你可以通过访问 cpuid 库的共享 CPU 变量来获取 CPU 信息。

包主页: https://github.com/klauspost/cpuid

安装

使用模块时执行 go get -u github.com/klauspost/cpuid/v2。其他情况下去掉 v2。

安装二进制文件:

go install github.com/klauspost/cpuid/v2/cmd/cpuid@latest

或从发布页面下载二进制文件: https://github.com/klauspost/cpuid/releases

Homebrew

对于 macOS/Linux 用户,可以通过 brew 安装

$ brew install cpuid

示例

package main

import (
	"fmt"
	"strings"

	. "github.com/klauspost/cpuid/v2"
)

func main() {
	// 打印基本的 CPU 信息:
	fmt.Println("名称:", CPU.BrandName)
	fmt.Println("物理核心数:", CPU.PhysicalCores)
	fmt.Println("每核心线程数:", CPU.ThreadsPerCore)
	fmt.Println("逻辑核心数:", CPU.LogicalCores)
	fmt.Println("系列", CPU.Family, "型号:", CPU.Model, "厂商 ID:", CPU.VendorID)
	fmt.Println("特性:", strings.Join(CPU.FeatureSet(), ","))
	fmt.Println("缓存行大小:", CPU.CacheLine)
	fmt.Println("L1 数据缓存:", CPU.Cache.L1D, "字节")
	fmt.Println("L1 指令缓存:", CPU.Cache.L1I, "字节")
	fmt.Println("L2 缓存:", CPU.Cache.L2, "字节")
	fmt.Println("L3 缓存:", CPU.Cache.L3, "字节")
	fmt.Println("频率", CPU.Hz, "赫兹")

	// 测试是否有这些特定特性:
	if CPU.Supports(SSE, SSE2) {
		fmt.Println("我们有流式 SIMD 2 扩展")
	}
}

示例输出:

>go run main.go
名称: AMD Ryzen 9 3950X 16-Core Processor
物理核心数: 16
每核心线程数: 2
逻辑核心数: 32
系列 23 型号: 113 厂商 ID: AMD
特性: ADX,AESNI,AVX,AVX2,BMI1,BMI2,CLMUL,CMOV,CX16,F16C,FMA3,HTT,HYPERVISOR,LZCNT,MMX,MMXEXT,NX,POPCNT,RDRAND,RDSEED,RDTSCP,SHA,SSE,SSE2,SSE3,SSE4,SSE42,SSE4A,SSSE3
缓存行大小: 64
L1 数据缓存: 32768 字节
L1 指令缓存: 32768 字节
L2 缓存: 524288 字节
L3 缓存: 16777216 字节
频率 0 赫兹
我们有流式 SIMD 2 扩展

使用

cpuid.CPU 提供了对 CPU 特性的访问。使用 cpuid.CPU.Supports() 来检查 CPU 特性。提供了一个更快的 cpuid.CPU.Has()，通常会被 gc 编译器内联。

要测试大量特性，可以使用 f := CombineFeatures(CMOV, CMPXCHG8, X87, FXSR, MMX, SYSCALL, SSE, SSE2) 等来组合它们。这可以与 cpuid.CPU.HasAll(f) 一起使用，以快速测试是否支持所有特性。

注意，对于某些 CPU/OS 组合，某些特性可能无法检测到。 amd64 的支持相当好，应该在所有平台上可靠工作。

请注意，虚拟机管理程序可能不会将所有 CPU 特性传递给客户操作系统，所以即使你的主机支持某个特性，在客户机上也可能看不到。

arm64 特性检测

并非所有操作系统都直接提供 ARM 特性，对于其他系统，也没有安全的方法来实现这一点。

目前 arm64/linux 和 arm64/freebsd 应该相当可靠。 arm64/darwin 添加了 M1 处理器预期的特性，但仍有许多特性未被检测到。

如果你能控制你的部署环境，可以使用 DetectARM()，它将检测 CPU 特性，但如果操作系统不拦截调用，可能会崩溃。可以添加 -cpu.arm 标志来检测不安全的 ARM 特性。详见下文。

注意，目前在 ARM 上只检测特性，目前没有其他额外信息可用。

标志

可以添加影响 CPU 检测的标志。

为此提供了 Flags() 命令。

这必须在 flag.Parse() 之前调用，并且在解析标志后必须调用 Detect()。

这意味着在 init() 函数中使用的任何检测都不会包含这些标志。

示例:

package main

import (
	"flag"
	"fmt"
	"strings"

	"github.com/klauspost/cpuid/v2"
)

func main() {
	cpuid.Flags()
	flag.Parse()
	cpuid.Detect()

	// 测试是否有这些特定特性:
	if cpuid.CPU.Supports(cpuid.SSE, cpuid.SSE2) {
		fmt.Println("我们有流式 SIMD 2 扩展")
	}
}

命令行

从以下地址下载二进制文件: https://github.com/klauspost/cpuid/releases

从源代码安装:

go install github.com/klauspost/cpuid/v2/cmd/cpuid@latest

示例

λ cpuid
名称：AMD Ryzen 9 3950X 16核处理器
厂商字符串：AuthenticAMD
厂商ID：AMD
物理核心数：16
每核心线程数：2
逻辑核心数：32
CPU系列23 型号：113
功能：ADX,AESNI,AVX,AVX2,BMI1,BMI2,CLMUL,CLZERO,CMOV,CMPXCHG8,CPBOOST,CX16,F16C,FMA3,FXSR,FXSROPT,HTT,HYPERVISOR,LAHF,LZCNT,MCAOVERFLOW,MMX,MMXEXT,MOVBE,NX,OSXSAVE,POPCNT,RDRAND,RDSEED,RDTSCP,SCE,SHA,SSE,SSE2,SSE3,SSE4,SSE42,SSE4A,SSSE3,SUCCOR,X87,XSAVE
微架构等级：3
缓存行大小：64字节
一级指令缓存：32768字节
一级数据缓存：32768字节
二级缓存：524288字节
三级缓存：16777216字节

JSON输出：

λ cpuid --json
{
  "品牌名称": "AMD Ryzen 9 3950X 16核处理器",
  "厂商ID": 2,
  "厂商字符串": "AuthenticAMD",
  "物理核心数": 16,
  "每核心线程数": 2,
  "逻辑核心数": 32,
  "系列": 23,
  "型号": 113,
  "缓存行": 64,
  "频率": 0,
  "加速频率": 0,
  "缓存": {
    "一级指令": 32768,
    "一级数据": 32768,
    "二级": 524288,
    "三级": 16777216
  },
  "SGX": {
    "可用": false,
    "启动控制": false,
    "支持SGX1": false,
    "支持SGX2": false,
    "非64位最大飞地大小": 0,
    "64位最大飞地大小": 0,
    "EPC区段": null
  },
  "功能": [
    "ADX",
    "AESNI",
    "AVX",
    "AVX2",
    "BMI1",
    "BMI2",
    "CLMUL",
    "CLZERO",
    "CMOV",
    "CMPXCHG8",
    "CPBOOST",
    "CX16",
    "F16C",
    "FMA3",
    "FXSR",
    "FXSROPT",
    "HTT",
    "HYPERVISOR",
    "LAHF",
    "LZCNT",
    "MCAOVERFLOW",
    "MMX",
    "MMXEXT",
    "MOVBE",
    "NX",
    "OSXSAVE",
    "POPCNT",
    "RDRAND",
    "RDSEED",
    "RDTSCP",
    "SCE",
    "SHA",
    "SSE",
    "SSE2",
    "SSE3",
    "SSE4",
    "SSE42",
    "SSE4A",
    "SSSE3",
    "SUCCOR",
    "X87",
    "XSAVE"
  ],
  "X64等级": 3
}

检查CPU微架构等级

λ cpuid --check-level=3
2022/03/18 17:04:40 AMD Ryzen 9 3950X 16核处理器
2022/03/18 17:04:40 支持微架构等级3。最高等级为3。
退出代码 0

λ cpuid --check-level=4
2022/03/18 17:06:18 AMD Ryzen 9 3950X 16核处理器
2022/03/18 17:06:18 不支持微架构等级4。最高等级为3。
退出代码 1

可用标志

x86 & amd64

特性标志	描述
ADX	Intel ADX（多精度加进位指令扩展）
AESNI	高级加密标准新指令
AMD3DNOW	AMD 3DNOW
AMD3DNOWEXT	AMD 3DNow扩展
AMXBF16	对BFLOAT16数字进行平铺计算操作
AMXINT8	对8位整数进行平铺计算操作
AMXFP16	对FP16数字进行平铺计算操作
AMXTILE	平铺架构
APX_F	Intel APX
AVX	AVX函数
AVX10	如果设置，表示支持Intel AVX10融合向量指令集架构
AVX10_128	如果设置，表示存在AVX10 128位向量支持
AVX10_256	如果设置，表示存在AVX10 256位向量支持
AVX10_512	如果设置，表示存在AVX10 512位向量支持
AVX2	AVX2函数
AVX512BF16	AVX-512 BFLOAT16指令
AVX512BITALG	AVX-512位算法
AVX512BW	AVX-512字节和字指令
AVX512CD	AVX-512冲突检测指令
AVX512DQ	AVX-512双字和四字指令
AVX512ER	AVX-512指数和倒数指令
AVX512F	AVX-512基础
AVX512FP16	AVX-512 FP16指令
AVX512IFMA	AVX-512整数融合乘加指令
AVX512PF	AVX-512预取指令
AVX512VBMI	AVX-512向量位操作指令
AVX512VBMI2	AVX-512向量位操作指令，版本2
AVX512VL	AVX-512向量长度扩展
AVX512VNNI	AVX-512向量神经网络指令
AVX512VP2INTERSECT	AVX-512 D/Q交集
AVX512VPOPCNTDQ	AVX-512向量双字和四字人口统计
AVXIFMA	AVX-IFMA指令
AVXNECONVERT	AVX-NE-CONVERT指令
AVXSLOW	表示CPU执行2个128位操作而不是1个
AVXVNNI	AVX（VEX编码）VNNI神经网络指令
AVXVNNIINT8	AVX-VNNI-INT8指令
AVXVNNIINT16	AVX-VNNI-INT16指令
BHI_CTRL	分支历史注入和内模式分支目标注入 / CVE-2022-0001, CVE-2022-0002 / INTEL-SA-00598
BMI1	位操作指令集1
BMI2	位操作指令集2
CETIBT	Intel CET间接分支跟踪
CETSS	Intel CET影子栈
CLDEMOTE	缓存行降级
CLMUL	无进位乘法
CLZERO	支持CLZERO指令
CMOV	i686 CMOV
CMPCCXADD	CMPCCXADD指令
CMPSB_SCADBS_SHORT	快速短CMPSB和SCASB
CMPXCHG8	CMPXCHG8指令
CPBOOST	核心性能提升
CPPC	AMD：协作处理器性能控制
CX16	CMPXCHG16B指令
EFER_LMSLE_UNS	AMD：=Core::X86::Msr::EFER[LMSLE]不受支持，且必须为零
ENQCMD	入队命令
ERMS	增强型REP MOVSB/STOSB
F16C	半精度浮点转换
FLUSH_L1D	刷新L1D缓存
FMA3	Intel FMA 3。不意味着AVX。
FMA4	Bulldozer FMA4函数
FP128	AMD：设置时，内部FP/SIMD执行数据路径为128位宽
FP256	AMD：设置时，内部FP/SIMD执行数据路径为256位宽
FSRM	快速短Rep Mov
FXSR	FXSAVE, FXRESTOR指令，CR4位9
FXSROPT	FXSAVE/FXRSTOR优化
GFNI	伽罗瓦域新指令。根据使用情况可能需要其他特性（AVX, AVX512VL, AVX512F）。
HLE	硬件锁消除
HRESET	如果设置，CPU支持历史重置和IA32_HRESET_ENABLE MSR
HTT	超线程（已启用）
HWA	支持硬件断言。表示支持MSRC001_10
HYBRID_CPU	此部件具有多种类型的CPU。
HYPERVISOR	此位已被Intel和AMD保留给虚拟机监控程序使用
IA32_ARCH_CAP	IA32_ARCH_CAPABILITIES MSR（Intel）
IA32_CORE_CAP	IA32_CORE_CAPABILITIES MSR
IBPB	间接分支受限推测（IBRS）和间接分支预测屏障（IBPB）
IBRS	AMD：间接分支受限推测
IBRS_PREFERRED	AMD：IBRS优先于软件解决方案
IBRS_PROVIDES_SMP	AMD: IBRS提供同模式保护
IBS	基于指令的采样（AMD）
IBSBRNTRGT	基于指令的采样功能（AMD）
IBSFETCHSAM	基于指令的采样功能（AMD）
IBSFFV	基于指令的采样功能（AMD）
IBSOPCNT	基于指令的采样功能（AMD）
IBSOPCNTEXT	基于指令的采样功能（AMD）
IBSOPSAM	基于指令的采样功能（AMD）
IBSRDWROPCNT	基于指令的采样功能（AMD）
IBSRIPINVALIDCHK	基于指令的采样功能（AMD）
IBS_FETCH_CTLX	AMD: 支持IBS获取控制扩展MSR
IBS_OPDATA4	AMD: 支持IBS操作数据4 MSR
IBS_OPFUSE	AMD: 指示支持IbsOpFuse
IBS_PREVENTHOST	支持禁止主机使用IBS
IBS_ZEN4	获取和操作IBS支持Zen4添加的IBS扩展
IDPRED_CTRL	IPRED_DIS
INT_WBINVD	WBINVD/WBNOINVD可中断
INVLPGB	支持NVLPGB和TLBSYNC指令
KEYLOCKER	密钥锁定器
KEYLOCKERW	宽密钥锁定器
LAHF	长模式下的LAHF/SAHF
LAM	如果设置，CPU支持线性地址掩码
LBRVIRT	LBR虚拟化
LZCNT	LZCNT指令
MCAOVERFLOW	支持MCA溢出恢复
MCDT_NO	处理器不表现MXCSR配置相关时序行为，无需缓解
MCOMMIT	支持MCOMMIT指令
MD_CLEAR	VERW清除CPU缓冲区
MMX	标准MMX
MMXEXT	SSE整数函数或AMD MMX扩展
MOVBE	MOVBE指令（大端序）
MOVDIR64B	作为直接存储移动64字节
MOVDIRI	作为直接存储移动双字
MOVSB_ZL	快速零长度MOVSB
MPX	Intel MPX（内存保护扩展）
MOVU	MOVU SSE指令效率更高，应优先于SSE MOVL/MOVH。MOVUPS比MOVLPS/MOVHPS效率更高。MOVUPD比MOVLPD/MOVHPD效率更高
MSRIRC	可用指令退役计数器MSR
MSRLIST	读/写模型特定寄存器列表
MSR_PAGEFLUSH	可用页面刷新MSR
NRIPS	指示支持在VMEXIT时保存NRIP
NX	NX（不可执行）位
OSXSAVE	操作系统启用XSAVE
PCONFIG	用于Intel多密钥全内存加密的PCONFIG
POPCNT	POPCNT指令
PPIN	AMD: 支持受保护处理器清单号。表示可以启用受保护处理器清单号（PPIN）功能
PREFETCHI	PREFETCHIT0/1指令
PSFD	预测性存储转发禁用
RDPRU	支持RDPRU指令
RDRAND	可用RDRAND指令
RDSEED	可用RDSEED指令
RDTSCP	RDTSCP指令
RRSBA_CTRL	受限RSB替代
RTM	受限事务内存
RTM_ALWAYS_ABORT	表示加载的微码正在强制RTM中止
SERIALIZE	序列化指令执行
SEV	支持AMD安全加密虚拟化
SEV_64BIT	AMD SEV客户端执行仅允许来自64位主机
SEV_ALTERNATIVE	支持AMD SEV替代注入
SEV_DEBUGSWAP	支持SEV-ES客户端的完整调试状态交换
SEV_ES	支持AMD SEV加密状态
SEV_RESTRICTED	支持AMD SEV受限注入
SEV_SNP	支持AMD SEV安全嵌套分页
SGX	软件防护扩展
SGXLC	软件防护扩展启动控制
SHA	Intel SHA扩展
SME	支持AMD安全内存加密
SME_COHERENT	强制AMD硬件缓存在加密域间保持一致性
SPEC_CTRL_SSBD	推测性存储绕过禁用
SRBDS_CTRL	可用SRBDS缓解MSR
SSE	SSE功能
SSE2	P4 SSE功能
SSE3	Prescott SSE3功能
SSE4	Penryn SSE4.1功能
SSE42	Nehalem SSE4.2功能
SSE4A	AMD Barcelona微架构SSE4a指令
SSSE3	Conroe SSSE3功能
STIBP	单线程间接分支预测器
STIBP_ALWAYSON	AMD: 单线程间接分支预测模式具有增强性能，可以始终保持开启
STOSB_SHORT	快速短STOSB
SUCCOR	软件不可纠正错误容纳和恢复能力
SVM	AMD安全虚拟机
SVMDA	指示支持SVM解码辅助
SVMFBASID	SVM，表示TLB刷新事件（包括CR3写入和CR4.PGE切换）仅刷新当前ASID的TLB条目。还表示支持扩展VMCB TLB_Control
SVML	AMD SVM锁。指示支持SVM锁
SVMNP	AMD SVM嵌套分页
SVMPF	SVM暂停拦截过滤器。表示支持暂停拦截过滤器
SVMPFT	SVM暂停过滤器阈值。表示支持暂停过滤器周期计数阈值
SYSCALL	系统调用扩展（SCE）：SYSCALL和SYSRET指令。
SYSEE	SYSENTER和SYSEXIT指令
TBM	AMD尾随位操作
TDX_GUEST	Intel信任域扩展客户端
TLB_FLUSH_NESTED	AMD：刷新包括所有用于客户端转换的嵌套转换
TME	Intel全内存加密。支持以下MSR：IA32_TME_CAPABILITY、IA32_TME_ACTIVATE、IA32_TME_EXCLUDE_MASK和IA32_TME_EXCLUDE_BASE。
TOPEXT	拓扑扩展：支持拓扑扩展。表示支持CPUID Fn8000_001D_EAX_x[N:0]-CPUID Fn8000_001E_EDX。
TSCRATEMSR	基于MSR的TSC速率控制。表示支持MSR TSC比率MSRC000_0104
TSXLDTRK	Intel TSX暂停加载地址跟踪
VAES	矢量AES。AVX(512)版本需要额外检查。
VMCBCLEAN	VMCB清理位。表示支持VMCB清理位。
VMPL	支持AMD VM权限级别
VMSA_REGPROT	支持AMD VMSA寄存器保护
VMX	虚拟机扩展
VPCLMULQDQ	无进位乘法四字。3寄存器版本需要AVX支持。
VTE	支持AMD虚拟透明加密
WAITPKG	TPAUSE、UMONITOR、UMWAIT
WBNOINVD	回写且不使缓存无效
WRMSRNS	非序列化写入模型特定寄存器
X87	浮点运算单元
XGETBV1	支持ECX = 1的XGETBV
XOP	Bulldozer XOP函数
XSAVE	XSAVE、XRESTOR、XSETBV、XGETBV
XSAVEC	支持XSAVEC和XRSTOR的压缩形式。
XSAVEOPT	可用XSAVEOPT
XSAVES	支持XSAVES/XRSTORS和IA32_XSS

ARM 特性：

特性标志	描述
AESARM	AES 指令
ARMCPUID	某些 CPU ID 寄存器可在用户级别读取
ASIMD	高级 SIMD
ASIMDDP	SIMD 点积
ASIMDHP	高级 SIMD 半精度浮点
ASIMDRDM	舍入双精度乘累加/减法（SQRDMLAH/SQRDMLSH）
ATOMICS	大系统扩展（LSE）
CRC32	CRC32/CRC32C 指令
DCPOP	数据缓存清理至持久点（DC CVAP）
EVTSTRM	通用计时器
FCMA	浮点复数加法和乘法
FP	单精度和双精度浮点
FPHP	半精度浮点
GPA	通用指针认证
JSCVT	JavaScript 风格双精度转整数转换（FJCVTZS）
LRCPC	弱化的释放一致性（LDAPR 等）
PMULL	多项式乘法指令（PMULL/PMULL2）
SHA1	SHA-1 指令（SHA1C 等）
SHA2	SHA-2 指令（SHA256H 等）
SHA3	SHA-3 指令（EOR3、RAXI、XAR、BCAX）
SHA512	SHA512 指令
SM3	SM3 指令
SM4	SM4 指令
SVE	可扩展向量扩展