void cpuid_all(int level, int ecxval, int *eax, int *ebx, int *ecx, int *edx) {
  *eax = level;
  *ecx = ecxval;
  *ebx = 0;
  *edx = 0;
  __asm__("xchgl %%ebx, %1  \n\t"
          "cpuid            \n\t"
          "xchgl %%ebx, %1  \n\t"
          : "+a"(*eax), "+r"(*ebx), "+c"(*ecx), "+d"(*edx));
}


x86 assembly (clang, -O0):
<cpuid_all>:
push   %rbp
mov    %rsp,%rbp
mov    %edi,-0x4(%rbp)
mov    %esi,-0x8(%rbp)
mov    %rdx,-0x10(%rbp)
mov    %rcx,-0x18(%rbp)
mov    %r8,-0x20(%rbp)
mov    %r9,-0x28(%rbp)
mov    -0x4(%rbp),%ecx
mov    -0x10(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x8(%rbp),%ecx
mov    -0x20(%rbp),%rax
mov    %ecx,(%rax)
mov    -0x18(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x28(%rbp),%rax
movl   $0x0,(%rax)
mov    -0x10(%rbp),%r9
mov    (%r9),%eax
mov    -0x18(%rbp),%rdi
mov    (%rdi),%r8d
mov    -0x20(%rbp),%rcx
mov    %rcx,-0x30(%rbp)
mov    (%rcx),%ecx
mov    -0x28(%rbp),%rdx
mov    %rdx,-0x38(%rbp)
mov    (%rdx),%edx
xchg   %r8d,%ebx
cpuid
xchg   %r8d,%ebx
mov    %eax,%r10d
mov    -0x38(%rbp),%rax
mov    %ecx,%esi
mov    -0x30(%rbp),%rcx
mov    %r10d,(%r9)
mov    %r8d,(%rdi)
mov    %esi,(%rcx)
mov    %edx,(%rax)
pop    %rbp
ret

x86 assembly (clang, -O2):
<cpuid_all>:
mov    %rcx,%r10
mov    %rdx,%r11
mov    %edi,(%rdx)
mov    %esi,(%r8)
movl   $0x0,(%rcx)
movl   $0x0,(%r9)
mov    (%rdx),%eax
mov    (%rcx),%esi
mov    (%r8),%ecx
xor    %edx,%edx
xchg   %esi,%ebx
cpuid
xchg   %esi,%ebx
mov    %eax,(%r11)
mov    %esi,(%r10)
mov    %ecx,(%r8)
mov    %edx,(%r9)
ret

LLVM IR (-O0):
define void @cpuid_all(i32 %0, i32 %1, i32* %2, i32* %3, i32* %4, i32* %5) {
%7 = alloca i32
%8 = alloca i32
%9 = alloca i32*
%10 = alloca i32*
%11 = alloca i32*
%12 = alloca i32*
store i32 %0, i32* %7
store i32 %1, i32* %8
store i32* %2, i32** %9
store i32* %3, i32** %10
store i32* %4, i32** %11
store i32* %5, i32** %12
%13 = load i32, i32* %7
%14 = load i32*, i32** %9
store i32 %13, i32* %14
%15 = load i32, i32* %8
%16 = load i32*, i32** %11
store i32 %15, i32* %16
%17 = load i32*, i32** %10
store i32 0, i32* %17
%18 = load i32*, i32** %12
store i32 0, i32* %18
%19 = load i32*, i32** %9
%20 = load i32, i32* %19
%21 = load i32*, i32** %10
%22 = load i32, i32* %21
%23 = load i32*, i32** %11
%24 = load i32, i32* %23
%25 = load i32*, i32** %12
%26 = load i32, i32* %25
%27 = call { i32, i32, i32, i32 } asm "xchgl %ebx, $1 \0A\09cpuid \0A\09xchgl %ebx, $1 \0A\09", "={ax},=r,={cx},={dx},0,1,2,3,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %20, i32 %22, i32 %24, i32 %26)
%28 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %27, 0
%29 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %27, 1
%30 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %27, 2
%31 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %27, 3
store i32 %28, i32* %19
store i32 %29, i32* %21
store i32 %30, i32* %23
store i32 %31, i32* %25
ret void
}

LLVM IR (-O2):
define void @cpuid_all(i32 %0, i32 %1, i32* nocapture %2, i32* nocapture %3, i32* nocapture %4, i32* nocapture writeonly %5) {
store i32 %0, i32* %2
store i32 %1, i32* %4
store i32 0, i32* %3
store i32 0, i32* %5
%7 = load i32, i32* %2
%8 = load i32, i32* %3
%9 = load i32, i32* %4
%10 = tail call { i32, i32, i32, i32 } asm "xchgl %ebx, $1 \0A\09cpuid \0A\09xchgl %ebx, $1 \0A\09", "={ax},=r,={cx},={dx},0,1,2,3,~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i32 %7, i32 %8, i32 %9, i32 0)
%11 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %10, 0
%12 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %10, 1
%13 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %10, 2
%14 = extractvalue { i32, i32, i32, i32 } %10, 3
store i32 %11, i32* %2
store i32 %12, i32* %3
store i32 %13, i32* %4
store i32 %14, i32* %5
ret void
}