X86 Linux 读取CPU核心温度

之前利用Superio获取到了CPU风扇速度,并且利用Superio读取到了CPU的温度(Intel PCIE),但通过sensors命令对比,发现封装的CPU温度和核心温度有一定误差,于是想通过代码获取下温度,来测试下是否正确。在网上查找了很多资料,这里记录一下成果。

获取Intel CPU 信息和温度

CPU信息可以通过cpuid指令获取,在用户空间可以通过内嵌汇编代码实现,代码如下:

struct cpuid_res {
    uint32_t eax;
    uint32_t ebx;
    uint32_t ecx;
    uint32_t edx;
};
static inline struct cpuid_res cpuid(int op)
{
    struct cpuid_res result;
    asm volatile(
        "mov %%ebx, %%edi;"
        "cpuid;"
        "mov %%ebx, %%esi;"
        "mov %%edi, %%ebx;"
        : "=a" (result.eax),
          "=S" (result.ebx),
          "=c" (result.ecx),
          "=d" (result.edx)
        : "0" (op)
        : "edi");
    return result;
}

获取厂家名称

以eax=0 执行 cpuid,eax为0表示读取vendor id,一共12字节,依次在ebx、edx、ecx。

result = cpuid(0);
vendor_name[0] = (result.ebx >> 0) & 0xff;
vendor_name[1] = (result.ebx >> 8) & 0xff;
...
vendor_name[11] = (result.ecx >> 24) & 0xff;

获取芯片型号

用cpuid指令,eax传入分别0x80000002/0x80000003/0x80000004,读取cpu型号,每个4个寄存器,每个寄存器4字节,一共48字节。

struct cpuid_res res;
char processor_name[49];
unsigned int *cpu_type = (unsigned int *)processor_name;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
        res = cpuid(0x80000002 + i);
        cpu_type[i * 4 + 0] = res.eax;
        cpu_type[i * 4 + 1] = res.ebx;
        cpu_type[i * 4 + 2] = res.ecx;
        cpu_type[i * 4 + 3] = res.edx;
    }

获取CPU温度

Intel和AMD的CPU中都有温度传感器(DTS),每个核心都有一个,温度就是由此获取来的。Intel对CPU温度的处理,设置了一个最高温度Tjunction(可以从intel官网查找),从MSR中读取的数据为与最高温度的温差Delta,并非实际温度,实际温度为Tjunction-Delta。

检查CPU是否支持DTS

先以eax=0 执行 cpuid 检测 eax 支持的最大命令数,如果小于6就肯定不支持DTS。

int level = cpuid(0).eax;

以eax=6 执行 cpuid, 然后测试 eax 第一位是否为1,如果为1表示CPU支持DTS。

int val = cpuid(6).eax;
char dts = (val>>0)&0x01;

读取DTS

要获取cpu的温度可以通过汇编指令来读取。但linux环境下,msr指令必须要在内核层才能调用,这里我在驱动中中实现ioctl接口,然后返回数据给用户层。

uint32_t lo, hi;
asm volatile(
 "rdmsr"
 : "=a" (lo), "=d" (hi)
 : "c" (op)
 );

Tjunction:当核心温度达到了阀值,会通过降频、降压、风扇调节等形式调节温度。
以 ecx=0x1A2 执行 rdmsr 指令,通过0x1A2来读取MSR的[16-22]位得到Tjunction。

u64 __val = __rdmsr(0x1A2);//<asm/msr.h>

Delta:我们从MSR读到的温度是距离Tjunction的温差,而不是实际温度
以 ecx=0x19C 执行 rdmsr 指令,通过0x19C来读取MSR的[16-22]位得到Delta。

u64 __val2 = __rdmsr(0x19C);

当前cpu温度 = Tjunction - Delta

核心代码:

u64 __val = __rdmsr(0x1A2);
printk("__val is %016llx\n",__val);
u64 __val2 = __rdmsr(0x19C);
printk("__val2 is %016llx\n",__val2);
​
u8 tjunction,delta,coretemp;
tjunction = (__val>>16)&0x7f;
delta = (__val2>>16)&0x7f;
coretemp = tjunction - delta;
printk("tjunction is %.1d°C ;delta is %.1d°C;core temp is %.1d°C\n", tjunction, delta, coretemp);
​
char buf_temp[30] = "CPU温度:";
char core_temp[4];
sprintf(core_temp, "%d", coretemp);
strcat(buf_temp,core_temp);
copy_to_user((char __user *)arg, buf_temp, strlen(buf_temp));

运行结果如下图:

cputemp.png

通过对比sensors,这里获取的是Core 1的温度,Core 0的温度可以通过切换核心读取到。

代码路径:https://github.com/huchanghui123/my_cdev/blob/master/my_dev.c

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