Інформація, що повертається командою CPUID
Таблиця 1.
| Вхідне значення EAX | Інформація, видавана мікропроцесором |
| 0 | EAX – максимальне вхідне значення EAX EBX – Genu чи Auth ECX – ine чи enti EDX – ntel чи cAMD |
| 1 | EAX – версія МП: тип, сімейство, модель, Степпинг (stepping) чи старші 32 біта 96-бітного серійного номера МП EBX – зарезервовано ECX – зарезервовано EDX – інформація про особливості МП |
| 2 | EAX:EBX:ECX:EDX - інформація про кеш-пам'ять і TLB |
| 3 | EDX:ECX- молодші 64 біта 96-бітного серійного номера МП |
Коди ідентифікації МП
Таблиця 2
| Тип EDX[13:12] | СімействоEDX[11:8] | МодельEDX[7:4] | Мікропроцесор |
| 000000000000000000000001000001010100000000000000000001 | 0100010001000100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 01100110 0110 0110 0110 0110 | 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0111 1000 1001 1110 1111 1000 0001 0010 0001 0010 0011 0100 0000 0001 0010 00010011 0101 0110 0111 0011 | Intel486DXIntel486DXIntel486SXIntel486DX2, Intel486DX2 OverDrive, AMD DX2 у режимі WTIntelSXLIntelSX2 OverDriveIntelDX2 і AMD DX2 у режимі WBAMD DX4 у режимі WTAMD DX4 у режимі WBAm5x86 у режимі WTAm5x86 у режимі WBIntelDX4 OverdrivePentium (60,66)Pentium (75..200)Pentium OverDrive (60,66)Pentium OverDrive (75..133)Pentium OverDrive для 486Pentium MMX (166,200)AMD-K5-PR75,90,100AMD-K5-PR120,133AMD-K5-PR166Pentium ProPentium II модель 3Pentium II модель 5,Pentium II Xeon, Celeron модель 5Celeron модель 6Pentium III, Pentium III XeonPentium II OverDrive |
При виконанні команди CPUID із вхідним значенням EAX=2 мікропроцесор повертає інформацію про внутрішню кеш-пам'ять і TLB. При цьому молодший байт регістра EAX (регістр AL) містить значення, що показує, скільки разів необхідно виконати команду CPUID із вхідним значенням EAX=2, щоб одержати всю інформацію про кешпам’яті і TLB.
Старший біт (біт 31) кожного регістра показує, чи містить даний регістр достовірну інформацію (біт дорівнює 0) чи є зарезервованим (біт дорівнює 1). Якщо регістр містить достовірну інформацію, то вона представляється у виді однобайтних дескрипторів.
1.2. Формування глобальної дескрипторної таблиці.
Сегментація пам'яті, тобто розбивка пам'яті на окремі блоки, називані сегментами, здійснюється по-різному в реальному і захищеному режимах.
У захищеному режимі атрибути сегментів, що задають місце розташування сегмента в загальному адресному просторі, його розмір і особливості доступу до нього, представлені у виді 8-байтної структури даних, називаної дескриптором. Дескриптори зберігаються в пам'яті у виді дескрипторних таблиць. Дескриптори сегментів коду, стека, даних, а також системні дескриптори, знаходяться в глобальної дескрипторної таблиці - GDT (Global Descriptor Table).
При багатозадачний роботі кожна задача може мати свої сегменти коду, стека і даних, недоступні для інших задач. У цьому випадку дескриптори цих сегментів містяться в локальну дескрипторну таблицю - LDT (Local Descriptor Table), що може бути формована, якщо це необхідно, для кожної задачі.
Дескриптори оброблювачів переривань зберігаються дескрипторної таблиці переривань - IDT (Interrupt Descriptor Table).
У реальному режимі для опису атрибутів сегмента дескриптор
не потрібно, тому що базова адреса сегмента (зменшений у 16 разів) зберігається в сегментному регістрі, границя сегмента (64 Кб - 1) фіксована і завжди може бути зроблений доступ (запис і читання)
до сегмента.
1.3. Структура дескриптора сегмента.
Формат дескриптора сегмента для МП починаючи з 80386, що має наступні полючи :
Границя сегмента, рівна розміру сегмента, зменшеному на 1, і його базову адресу займають у дескрипторі по двох полючи : границя - байти 0,1 і молодші 4 розряди байта 6, базовий адреса – байти 2-4 і 7 дескриптора сегмента.
Наявність двох полів для границі і базової адреси сегмента зв'язано з забезпеченням сполучності програм, написаних для МП 80286, з наступними МП: молодші шістьох байтів дескриптора в цьому випадку цілком збігаються з дескриптором МП 80286.
Біти старшої частини байта 6 дескриптора мають наступне призначення:
G (Granularity) - біт дрібності вказує, у яких одиницях задана границя сегмента: при G=0 - у байтах, при G=1 - у сторінках обсягом по 4 Кбайт. Таким чином, сегмент може мати розмір до 1 Мбайт (2^20) при G=0 і до 4 Гбайт (2^32) при G=1. Коли границя задана в 4 Кб одиницях, те молодші 12 розрядів зсуву не беруть участь у порівнянні при перевірці виходу зсуву за зазначену границю сегмента.
D/B (Default size/Big) - біт розміру за замовчуванням визначає для сегмента коду розрядність формованої відносної адреси й операнда : при D=0 - 16 розрядів, при D=1 - 32 розряду. Розрядність, прийнята за замовчуванням може бути змінена за допомогою префікса розрядності даних (66h) чи адреси (67h).
Для сегмента стека цей біт називається B і визначає наступне:
• якщо сегмент стека визначена як сегмент даних, тобто ED=0, то при B=1 розміри слова стека і регістра ESP рівні 32 розрядам;
• якщо сегмент стека розширюється вниз (ED=1), то B також визначає розмір стека: при B=0 він дорівнює 64 Кб, при B=1 - 4 Гб.
Біт X може бути використаний чи системою користувачем за своїм розсудом (цей біт мікропроцесором не обробляється).
Байт доступу дескриптора визначає права доступу до обираного сегмента і, у залежності від типу сегмента, має кілька форматів.
Біти і полючи байта доступу мають наступне призначення:
P(Present) - біт присутності визначає наявність відповідного
сегмента (P=1) чи його відсутність (P=0) у пам'яті. Якщо в регістр сегмента занесений селектор дескриптора, що має Р=0, то при зверненні до цього сегмента виникає переривання 11;
DPL (Descriptor Privilege Level) - рівень привілеїв дескриптора вказує на ступінь захисту сегмента при доступі до нього;
S (System) - системний біт визначає вид обираного дескриптора: S=0 означає, що це дескриптор системного сегмента й у поле TYPE указується його тип ;
E (Execute) - біт “выполняемости” визначає, чи можна сегмент виконати: E=1 означає, що це сегмент коду, E=0 означає, що це чи сегмент даних, чи стека;
А (Accessed) - біт доступу встановлюється апаратно при доступі до сегмента, т.ч. при завантаженні відповідного селектора в сегментний регістр;
R (Read) - біт дозволу зчитування використовується для сегмента коду і дозволяє при R=1 зчитування його вмісту. При R=0 спроба зчитування приводить до виникнення переривання 13 (те ж відбувається при спробі запису в сегмент коду незалежно від R);
C (Conforming) - біт підпорядкування визначає додаткові правила звертання із сегментом коду (див. роздягнув 12 “ Захист пам'яті”;
W (Write) - біт дозволу запису використовується для сегмента даних і дозволяє (при W=1) чи забороняє (при W=0) зміна умісту сегмента даних. При порушенні викликається переривання 13. Дескриптор сегмента стека обов'язково повинна мати W=1;
ED (Expand Down) - біт напрямку розширення визначає, як буде вказуватися границя сегмента даних: при ED=0 (расширениe нагору) дані в сегменті розміщаються в напрямку зростання адрес від базової адреси сегмента до його границі, зазначеної в дескрипторі; при ED=1 (расширення униз) дані в сегменті розташовуються в напрямку зменшення адрес. Це реалізується в сегментах стека, де дані розміщаються починаючи з осередку, адреса який дорівнює базовому, збільшеному на максимальний розмір сегмента (64 Кб чи 4 Гб у залежності від біта B дескриптора). Інші осередки стека мають менші адреси, аж до нижньої границі стека, рівній сумі базової адреси сегмента і його границі, зазначеної в дескрипторі.
Біти P і A байта доступу дескриптора сегмента можуть бути використані операційною системою (ОС) для організації віртуальної пам'яті. ОС періодично переглядаючи (і скидаючи) біти A дескрипторів усіх сегментів, визначає час останнього доступу до кожного сегмента. Якщо сегмента, до якого виконується звертання, немає в пам'яті (P=0), виробляється відповідне переривання, і операційна система, обробляючи це переривання, зчитує цей сегмент із магнітного диска в пам'ять. І, якщо в пам'яті немає для цього вільного місця, з її віддаляється на диск саме той сегмент, що довше всього залишався незатребуваним.
1.4. Виконання доступу до сегментів.
Доступ до необхідного сегмента здійснюється за допомогою селектора, що заноситься у відповідний сегментний регістр.
Сегментні регістри містять значення селекторів сегментів, що
указують на поточні адресуємі сегменти пам'яті. З кожним із сегментних регістрів зв'язаний недоступний програмно (“тіньовий”) дескрипторний регістр сегмента.
Селектор являє собою 16-розрядний покажчик, що має три полючи :
- поле RPL (Requested Privilege Level) визначає рівень привілеїв запиту, т.ч. вказує той припустимий рівень захисту сегмента, при якому сегмент може бути обраний за допомогою даного селектора.
- поле TI (Table Indicator) служить індикатором вибору дескриптор уторованої таблиці: TI = 0: вибирається GDT; TI = 1: вибирається LDT.
- поле ІНДЕКС служить номером для вибору одного з дескрипторів, що містяться в таблиці. Першим дескриптором у таблиці завжди указується дескриптор, називаний нуль-дескриптор (він містить нулі у всіх полях). Завантаження нуль-дескриптора в сегментні регістри коду і стека відразу викликає переривання 13 (“Порушення загальної захисту”). При завантаженні нуль-дескриптора в сегментні регістри даних це переривання не виникає. Однак воно виробляється при спробі програми звернутися до цих сегментів. Це може бути використане для запобігання доступу до тих чи іншим сегментної регістрам.
Максимальне число дескрипторів таблиці визначається форматом селектора і дорівнює 8192 .
Число дескрипторних таблиць, доступних задачі (GDT і LDT), їх максимальний розмір, а також максимальний розмір сегмента визначають розмір віртуальної пам'яті мікропроцесора: 2*8192*4 Гбайт = 64 Тбайт.
Щораз при завантаженні селектора в сегментний регістр мікропроцесор знаходить у GDT по індексі необхідний дескриптор сегмента і завантажує дані з цього дескриптора (базова адреса, границя й атрибути) у відповідний дескрипторний “тіньовий” регистер. Якщо значення індексу перевищить границю GDT, то буде переривання 13.