Модель Intel 80286

В процессоре Intel 80286, когда он работает в реальном режиме адресации, биты 12-15 регистраFLAGS всегда сброшены в нуль, что можно использовать для обнаружения этой модели процессора.

Следующий фрагмент кода пытается записать в эти биты единичное значение:

mov ax, 0f000h

push ax

popf

Затем новое содержимое регистра FLAGS переписывается в регистр AX:

pushf

pop ax

Если содержимое битов 12-15 равно нулю, программа работает на процессоре Intel 80286:

and ax, 0f000h

jz is_80286

В противном случае необходимо продолжить проверку модели процессора.

МодельIntel 80386

Для того чтобы отличить процессорIntel 80386 от процессоров старших моделей, можно попробовать установить в регистреEFLAGS бит 18. Этот бит был впервые определен в процессореIntel 80486 для сигнализации ошибки выравнивания. Его невозможно установить в процессореIntel 80386.

В процессе проверки программа вначале получает исходное содержимое регистра EFLAGS, записывая его в регистры EAX и ECX:

pushfd

pop eax

mov ecx, eax

Далее программа инвертирует значение бита 18 и записывает полученный результат в регистр EFLAGS:

xor eax, 40000h

push eax

popfd

На последнем шаге идентификации новое содержимое регистра EFLAGS извлекается и сравнивается со старым:

pushfd

pop eax

xor eax, ecx

jz is_80386

Если бит 18 не изменил своего значения, мы имеем дело с процессором Intel 80386.

МодельIntel 80486

Отличительная особенность процессора Intel 80486 – невозможность изменения состояния бита 21 регистраEFLAGS. Этот бит используется процессорами Intel Pentium и более старшими моделями процессоров Intel для определения возможности вызова команды идентификации процессораCPUID, о которой мы скоро расскажем.

Фрагмент кода, который нужно использовать для обнаружения процессора Intel 80486, аналогичен фрагменту для процессораIntel 80386. Отличие заключается в том, что вместо бита 18 проверяется бит 21:

pushfd

pop eax

mov ecx, eax

xor eax, 200000h

push eax

popfd

pushfd

pop eax

xor eax, ecx

je is_80486

Если же выяснилось, что содержимое бита 21 регистра EFLAGS можно изменять, дальнейшую идентификацию модели процессора следует выполнять с использованием командыCPUID, к описанию которой мы и переходим.

Команда cpuid

В новых процессорах фирмы Intel появилась командаCPUID, специально предназначенная для определения модели процессора. В своей программе, составленной на языке ассемблера, вы можете определить эту команду следующим образом:

CPU_ID MACRO

db 0fh

db 0a2h

ENDM

Как работает команда CPUID?

Перед вызовом этой команды необходимо загрузить в регистр EAX значение, которое определяет выполняемые действия. В первый раз вы должны вызвать команду CPUID, загрузив предварительно в регистрEAX нулевое значение:

mov eax, 00h

CPU_ID

Команда вернет в регистре EAX максимальное значение, которое можно передавать командеCPUID для определения выполняемых действий. Кроме того, в регистрахEBX, ECX иEDX будут находиться байты текстовой строки описания фирмы-изготовителя процессора. Для процессоровIntel это будет строкаGenuineIntel.

Следующая последовательность команд перепишет эти байты в буфер _vendor_id_msg в формате, пригодном для вывода на консоль средствами BIOS:

_vendor_id_msg db "............", 0dh, 0ah, "$"

. . .

mov dword ptr _vendor_id_msg, ebx

mov dword ptr _vendor_id_msg[+4], edx

mov dword ptr _vendor_id_msg[+8], ecx

Для определения модели процессора следует вызвать команду CPUID, загрузив предварительно в регистрEAX значение 1:

mov eax, 1

CPU_ID

При этом в регистр EAX будет загружено слово сигнатуры, по которому можно определить модель процессора, а в регистрEDX – слово, состоящее из отдельных флагов, характеризующих возможности процессора (feature flags). РегистрыEBX иECX зарезервированы для моделей процессоров, которые будут разработаны в будущем.

Ниже приведен фрагмент кода, в котором слово сигнатуры и слово возможностей записываются в переменные _cpu_signature и _features_edx для дальнейшего анализа:

_cpu_signature dd 0

_features_edx dd 0

. . .

mov _cpu_signature, eax

mov _features_edx, edx

Рассмотрим формат слова сигнатуры, возвращаемое командой CPUID в регистреEAX:

Биты	Описание
0-3	Код модификации модели (stepping)
4-7	Код модели
8-11	Код семейства моделей
12-13	Тип процессора
14-31	Зарезервировано

Слово сигнатуры состоит из отдельных полей, назначение которых будет описано ниже.

Биты 12 и 13 определяют тип процессора:

Значение битов 12 и 13	Тип процессора
00	Процессор, изготовленный производителем OEM
01	Процессор OverDrive
10	Процессор типа Dual, который можно использовать в двухпроцессорных системах
11	Зарезервировано

Заметим, что многопроцессорные системы могут быть построены не только на базе процессоров типа Dual, но и на обычных процессорах.

Ниже мы привели таблицу, с помощью которой по содержимому трех полей слова сигнатуры (тип процессора, код семейства и код модели) можно распознать процессор:

Тип процессора	Код семейства	Код модели	Описание процессора
00	0100	0100	Intel 486 SL
00	0100	0111	Intel DX2
00	0100	1000	Intel DX4
00, 01	0100	1000	Intel DX4 OverDrive
00	0101	0001	Pentium 60, 66; Pentium OverDrive для процессоровPentium 60, 66
00	0101	0010	Pentium 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 200
01	0101	0010	Pentium OverDrive для процессоров Pentium 75, 90, 100, 120, 133
01	0101	0011	Pentium OverDrive для систем на базе процессораIntel 486
00	0101	0100	Pentium 166, 200 с командамиMMX
01	0101	0100	Зарезервировано. Будет использоваться процессорами Pentium OverDrive для процессоров Pentium 75, 90, 100, 120, 133
00	0110	0001	Pentium Pro
00	0110	0011	Pentium II
00	0110	0101	Зарезервировано для новых процессоров P6
01	0110	0011	Зарезервировано для процессоров Pentium OverDrive для процессоров Pentium Pro

Что же касается кода модификации модели (stepping), то он определяет изменения в процессоре. Вы найдете описания этих кодов для процессораPentium в руководствеPentium Processor Specification Update, который можно приобрести в фирмеIntel.

Приведем описание битов, возвращаемых командой CPUIDв регистреEDX. Напомним, что это слово состоит из отдельных флагов, характеризующих возможности процессора (feature flags).

Бит	Описание
0	На кристалле процессора имеется арифметический сопроцессор, совместимый по командам с сопроцессором Intel 387
1	Процессор может работать в режиме виртуального процессора 8086
2	Процессор может работать с прерываниями ввода/вывода, а также с битом DE регистраCR4
3	Возможно использование страниц памяти размером 4 Мбайт
4	В процессоре есть команда RDTSC, которая может работать с битомTSD регистраCR4
5	Набор регистров процессора, специфический для модели, доступен с помощью команд RDMSR, WRMSR
6	Возможна физическая адресация памяти с использованием шины с шириной, большей чем 32 разряда
7	В процессоре реализовано исключение Machine Check(исключение с номером 18). Возможно использование битаMCE регистраCR4
8	В процессоре реализована команда сравнения и обмена 8 байт данных CMPXCHG8
9	В процессоре есть локальный APIC
10	Зарезервировано
11	В процессоре реализованы команды быстрого вызова системы SYSENTER иSYSEXIT
12	В процессоре есть регистры Memory Type Range
13	Доступен глобальный бит в PDE иPTE, а также битPGE в регистреCR4
14	Применена архитектура Machine Check Architecture
15	В процессоре реализованы команды условного перемещения данных CMOVCC и (при установленном бите 0)FCMOVCC иFCOMI
16-22	Зарезервировано
23	Применена технология MMX
24-31	Зарезервировано

Еще одно применение для команды CPUID – определение характеристик кэша, установленного в процессоре. Для этого перед вызовом командыCPUID в регистрEAX необходимо загрузить значение 2. Подробное изучение этой возможности выходит за рамки нашей книги. При необходимости вы узнать все подробности о командеCPUID на сервереIntel в сетиInternet по указанному нами ранее адресу.