CPUID

CPUIDは、x86の機械語命令の一つ（およびそのアセンブリ・ニーモニック）である。CPUの識別 (IDentification) の意。486の後期のステッピングで導入され、Pentiumで完全に公開された。

CPUIDを使用することで、ソフトウェアはプロセッサの形式と機能（例えば、MMXやSSEなどの拡張のサポートの有無）を識別することができる。機械語オペコードは0FA2hであり、オペランドとしてEAXレジスタの値でどのような情報を取得するかを指定する。

CPUID命令の使用可否

CPUID命令は一部の80486およびそれ以降のプロセッサで利用できるため、場合によってはCPUID命令が存在するプロセッサであるか否かを事前に判別する必要が生じる。80486以前のプロセッサを識別する必要がある場合には、それぞれの振舞の微妙な違いを利用する難解なテクニックを駆使する必要があった（たとえばPUSH SPの結果として、PUSHによる変化前と変化後の、どちらの値がプッシュされるか、等）。

80486以上のプロセッサであることが確認できた場合、CPUID命令の存在を確認するためのフラグとして32ビットフラグレジスタ (EFLAGS) の第21ビットが新たに設けられているため、このビットが「変更可能」であればCPUID命令が使用可能であると判断できる。なおEFLAGSは80386以上のプロセッサであればアクセスできるため、80286以下のプロセッサを判別・除外しておく必要はあるものの、CPUID命令の有無だけを調べたいのであれば実質的に80386以上であることが確認できればこのフラグを調べることができる。

CPUID命令の呼び出し

CPUID命令は、EAXレジスタが暗黙のオペランドであり、それ以外の（明示的な）オペランドは無い。どのような情報を返すべきかを指定する値をEAXレジスタに設定し、CPUID命令を実行する。まずEAX = 0でCPUIDを呼び出し、CPUでサポートされている最大のパラメータを取得するべきである。CPUIDの拡張機能情報を取得する場合は、EAXのビット31をセットしてCPUIDを呼び出す。拡張機能情報でサポートされている最大の機能番号を得るためには、EAX = 8000000hでCPUIDを呼び出す。

EAX=0: ベンダIDの取得

これは、CPUベンダのID文字列を返す。12文字のASCII文字列がEBX, EDX, ECXの順序で格納される。基本機能の最大機能番号がEAXに格納される。

既知のCPUベンダのID文字列は以下のとおり：

• "AMDisbetter!" - AMD K5の初期のエンジニアリングサンプル
• "AuthenticAMD" - AMD
• "CentaurHauls" - セントールテクノロジー
• "CyrixInstead" - サイリックス
• "GenuineIntel" - インテル
• "GenuineTMx86", "TransmetaCPU" - トランスメタ
• "Geode by NSC" - ナショナル セミコンダクター
• "NexGenDriven" - NexGen
• "RiseRiseRise" - Rise Technology
• "SiS SiS SiS " - SiS
• "UMC UMC UMC " - UMC
• "VIA VIA VIA " - VIA Technologies

例えば、ベンダIDが"GenuineIntel"の場合、EBXが0x756e6547、EDXが0x49656e69、ECXが0x6c65746eとなる。

.section	.data
s0:		.string	"Largest Standard Function Number Supported: %i\n"
s1:		.string "Vendor ID: %s\n"
.text
	.global main

	.type	main, @function
main:
	pushq	%rbp
	movq	%rsp, %rbp
	
	subl	%eax, %eax
	cpuid
	
	subq	$8, %rsp
	movl	%ebx, (%rsp)
	movl	%edx, 4(%rsp)
	movl	%ecx, 8(%rsp)
	movl	$s0, %edi
	movl	%eax, %esi
	subl	%eax, %eax
	call	printf

	movq	$s1, %rdi
	movq	%rsp, %rsi
	subl	%eax, %eax
	call	printf
	
	subl	%eax, %eax
	movq	%rbp, %rsp
	popq	%rbp
	ret

EAX=1: プロセッサ情報とプロセッサの機能

これはCPUのステッピング、モデル、ファミリーをEAXに返す（これはCPUの「シグネチャ」とも呼ばれる）。また、機能フラグをEDXとECXに、追加の機能情報をEBXに返す。

EAXに格納される情報のフォーマットは以下のとおり:

• 3:0 - ステッピング
• 7:4 - モデル
• 11:8 - ファミリー
• 13:12 - プロセッサタイプ
• 19:16 - 拡張モデル
• 27:20 - 拡張ファミリー

インテルとAMDは、CPUのファミリーを上記の「ファミリー」と「拡張ファミリー」の合計で表示し、モデルを上記の「モデル」と4ビット左シフトした「拡張モデル」の合計で表示するように提案した。

プロセッサ情報と機能フラグはメーカ個別のものであるが、通常は互換性のためにインテルの値を他のメーカも使用している。

また、80386以上のプロセッサではリセット直後のDXレジスタにはこれらの情報（拡張ファミリ・拡張ステッピングは除く）に相当する値が格納されているため、ハード構成によっては80286がプロテクトモードからリアルモードに戻るためのリセット機構（通例、80386以降のシステムでも互換性のために残されている）を利用することで、386/486系プロセッサでもファミリ・モデル・ステッピングなどに相当する情報を得られる場合がある。詳細はIntel 80286およびIntel 80386を参照。

CPUID EAX=1: EDXとECXで取得できる機能フラグ

Bit	EDX			ECX[注釈 1]		Bit
	Short	Feature		Short	Feature
0	fpu	オンチップ x87 FPU（浮動小数点ユニット）		sse3	SSE3命令(Prescott New Instructions)	0
1	vme	仮想8086モード拡張 (VIF, VIP, PVIなど)		pclmulqdq	PCLMULQDQ命令 (carry-less multiply)	1
2	de	デバッグ拡張 (Control register CR4 bit 3)		dtes64	64-bit debug store	2
3	pse	ページサイズ拡張 (4 MByteページ)		monitor	MONITOR、MWAIT命令(Prescott New Instructions)	3
4	tsc	タイムスタンプカウンタ(Time Stamp Counter)とRDTSC命令。		ds-cpl	CPL qualified debug store	4
5	msr	モデル固有レジスタ(Model-specific registers)とRDMSR/WRMSR命令		vmx	Virtual Machine eXtensions	5
6	pae	物理アドレス拡張		smx	Safer Mode Extensions (LaGrande) (GETSEC instruction)	6
7	mce	マシンチェック例外(Machine Check Exception)		est	Enhanced SpeedStep	7
8	cx8	CMPXCHG8B命令		tm2	Thermal Monitor 2	8
9	apic[注釈 2]	オンチップAPIC(Advanced Programmable Interrupt Controller)		ssse3	Supplemental SSE3命令	9
10	(reserved)	(reserved)		cnxt-id	L1 Context ID	10
11	sep[注釈 3]	SYSENTERおよびSYSEXIT命令		sdbg	Silicon Debug interface	11
12	mtrr	メモリタイプ範囲レジスタ(Memory Type Range Registers)		fma	Fused multiply-add (FMA3)	12
13	pge	ページ・グローバル・イネーブル(Page Global Enable)ビット Control register CR4		cx16	CMPXCHG16B命令	13
14	mca	マシン・チェック・アーキテクチャ(Machine check architecture)		xtpr	Can disable sending task priority messages	14
15	cmov	条件付き転送命令。CMOV, FCMOV, FCOMIなど[注釈 4]		pdcm	Perfmon & debug capability	15
16	pat	ページ属性テーブル(Page Attribute Table)		(reserved)[注釈 5]		16
17	pse-36	36ビットページサイズ拡張		pcid	Process context identifiers (Control register CR4 bit 17)	17
18	psn	プロセッサ・シリアル番号		dca	Direct cache access for DMA writes	18
19	clfsh	CLFLUSH命令 (SSE2)		sse4.1	SSE4.1命令	19
20	(nx)	No-execute (NX) bit (Itanium only)[6][注釈 6]		sse4.2	SSE4.2命令	20
21	ds	デバッグストア。 save trace of executed jumps		x2apic	x2APIC (enhanced APIC)	21
22	acpi	Onboard thermal control MSRs for ACPI		movbe	MOVBE命令	22
23	mmx	MMX命令		popcnt	POPCNT命令	23
24	fxsr	FXSAVE, FXRSTOR命令。 Control register CR4 bit 9		tsc-deadline	APIC implements one-shot operation using a TSC deadline value	24
25	sse	SSE 命令 (Katmai New Instructions)		aes-ni	AES命令	25
26	sse2	SSE2命令		xsave	Extensible processor state save/restore: XSAVE, XRSTOR, XSETBV, XGETBV instructions	26
27	ss	セルフスヌープ(self-snoop)		osxsave	XSAVE enabled by OS	27
28	htt	ハイパー・スレッディング・テクノロジ		avx	Advanced Vector Extensions (256-bit SIMD)	28
29	tm	温度モニタ(Thermal monitor)		f16c	Floating-point conversion instructions to/from FP16 format	29
30	ia64	IA64 processor emulating x86[6]		rdrnd	RDRAND (on-chip random number generator) feature	30
31	pbe	Pending Break Enable (PBE# pin) wakeup capability		hypervisor	Hypervisor present (always zero on physical CPUs)[7][8]	31

EAX=2: キャッシュとTLBディスクリプタ情報

これは、キャッシュとTLBの機能を示すディスクリプタのリストをEAX, EBX, ECX, EDXレジスタに格納する。

EAX=3: プロセッサ・シリアル・ナンバ

これは、プロセッサのシリアル番号を返す。プロセッサ・シリアル・ナンバは、インテルがPentium IIIで導入したが、プライバシーの懸念のためにこの後のモデルでは実装されていない（PSN機能ビットは常にクリアされている）。トランスメタのEfficeonとCrusoeプロセッサはこの機能を提供している。AMDは、この機能をどのCPUにも実装しなかった。

インテルPentium IIIでは、シリアル番号はEDX:ECXレジスタに格納される。トランスメタのEfficeonではEBX:EAXレジスタに、CrusoeではEBXレジスタだけに格納される。

プロセッサ・シリアル・ナンバ機能を使用するためには、BIOSの設定を有効にする必要があることに注意すべきである。

EAX=80000000h: サポートする最大拡張機能番号の取得

最大の拡張機能番号をEAXに格納する。

EAX=80000001h: 拡張プロセッサ情報とプロセッサの機能

AMD社のCPUの拡張機能フラグをEDXとECXに格納する^[9][10]。 EDXのビット 0 から 9, 12 から 17, 23と 24は、AMDのCPUではEAX=1の場合のCPUIDの結果と重複し、IntelのCPUでは未使用である。IntelのCPUでもsyscall, nx, pdpe1gb, rdtscp, lm, lahf_lm, abm/lzcnt, 3dnowprefetchに対応しているものもある。

CPUID EAX=80000001h: Feature bits in EDX and ECX

Bit	EDX			ECX		Bit
	Short	Feature		Short	Feature
0	fpu	[注釈 7]		lahf_lm	LAHF/SAHF in long mode	0
1	vme	[注釈 7]		cmp_legacy	Hyperthreading not valid	1
2	de	[注釈 7]		svm	Secure Virtual Machine	2
3	pse	[注釈 7]		extapic	Extended APIC space	3
4	tsc	[注釈 7]		cr8_legacy	Control register CR8 in 32-bit mode	4
5	msr	[注釈 7]		abm/lzcnt	Advanced bit manipulation (LZCNT and POPCNT)	5
6	pae	[注釈 7]		sse4a	SSE4a	6
7	mce	[注釈 7]		misalignsse	Misaligned SSE mode	7
8	cx8	[注釈 7]		3dnowprefetch	PREFETCH and PREFETCHW instructions	8
9	apic	[注釈 7]		osvw	OS Visible Workaround	9
10	(syscall)	(SYSCALL/SYSRET, K6 only)		ibs	Instruction Based Sampling	10
11	syscall[注釈 8][11]	SYSCALL and SYSRET instructions		xop	XOP instruction set	11
12	mtrr	[注釈 7]		skinit	SKINIT/STGI instructions	12
13	pge	[注釈 7]		wdt	Watchdog timer	13
14	mca	[注釈 7]		(reserved)		14
15	cmov	[注釈 7]		lwp	Light Weight Profiling[12]	15
16	pat	[注釈 7]		fma4	4-operand fused multiply-add instructions	16
17	pse36	[注釈 7]		tce	Translation Cache Extension	17
18	(reserved)			(reserved)		18
19	ecc	"Athlon MP" / "Sempron" CPU brand identification		nodeid_msr	NodeID MSR (C001_100C)[13]	19
20	nx	NX bit		(reserved)		20
21	(reserved)			tbm	Trailing Bit Manipulation	21
22	mmxext	Extended MMX		topoext	Topology Extensions	22
23	mmx	[注釈 7]		perfctr_core	Core performance counter extensions	23
24	fxsr	[注釈 7]		perfctr_nb	Northbridge performance counter extensions	24
25	fxsr_opt	FXSAVE/FXRSTOR optimizations		(StreamPerfMon)	Streaming performance monitor architecture	25
26	pdpe1gb	Gigabyte pages		dbx	Data breakpoint extensions	26
27	rdtscp	RDTSCP instruction		perftsc	Performance timestamp counter (PTSC)	27
28	(reserved)			pcx_l2i	L2I perf counter extensions	28
29	lm	Long Mode		monitorx	MONITORX and MWAITX instructions	29
30	3dnowext	Extended 3DNow!		addr_mask_ext	Address mask extension to 32 bits for instruction breakpoints	30
31	3dnow	3DNow!		(reserved)		31

1. On some older processors, executing CPUID with a leaf index (EAX) greater than 0 may leave EBX and ECX unmodified, keeping their old values. For this reason, it is recommended to zero out EBX and ECX before executing CPUID with a leaf index of 1.
   Processors noted to exhibit this behavior include Cyrix MII^[1] and IDT WinChip 2.^[2]
2. On early AMD K5 (AuthenticAMD Family 5 Model 0) processors only, EDX bit 9 used to indicate support for PGE instead. This was moved to bit 13 from K5 Model 1 onwards.^[3]
3. On Pentium Pro (GenuineIntel Family 6 Model 1) processors only, EDX bit 11 is invalid - the bit it set, but the SYSENTER and SYSEXIT instructions are not supported on the Pentium Pro.^[4]
4. FCMOV and FCOMI instructions only available if onboard x87 FPU also present (indicated by EDX bit 0).
5. ECX bit 16 is listed as "Reserved" in public Intel and AMD documentation and is not set in any known processor. However, some versions of the Windows Vista kernel are reported to be checking this bit^[5] - if it is set, Vista will recognize it as a "processor channels" feature.
6. On non-Itanium x86 processors, support for the No-execute bit is indicated in CPUID.(EAX=8000_0001):EDX[bit 20] instead.
7. EDXのビット 0 から 9, 12 から 17, 23と 24は、AMDのCPUではEAX=1の場合のCPUIDの結果と重複、IntelのCPUでは未使用。
8. インテル社のCPUではCPUIDのsyscallビットはCPUが64ビットモードで動作しているときのみセットされる。

EAX=80000002h,80000003h,80000004h: プロセッサブランド文字列

プロセッサブランド文字列をEAX, EBX, ECX, EDXに格納する。全体で48バイトのNULL終端ASCII文字列のプロセッサブランド文字列を得るために、各パラメータを順番に設定しCPUIDを呼び出す必要がある。

EAX=80000005h: 予約

この機能は使用されていない。

EAX=80000006h: 拡張L2キャッシュ情報

ECXにL2キャッシュの詳細情報を格納する。2種類の方法で表したキャッシュサイズと、キャッシュとメモリの対応を示すコードを含む。

EAX=80000007h: 予約

この機能は使用されていない。

EAX=80000008h: 仮想アドレスと物理アドレスのサイズ

最大の仮想アドレスサイズと物理アドレスサイズをEAXに格納する。

関連項目

• Pentium III: プライバシーに関する論争
• CPU-Z: 各種のシステム情報を取得するためにCPUIDを使用するWindowsユーティリティ