11.15-cpuid
11.15
任务目标 // 进度：
- CPUID学习，编写小工具读取CPUID相关信息
工作结果：
学习笔记：
CPU信息获取的方式有两种方式：
1.使用内嵌汇编调用CPUID指令
2.读取/proc/cpuinfo文件
使用内嵌汇编调用CPUID指令
首先使用内嵌汇编调用CPUID指令来获取CPUID、CPU厂商、CPU Brand、CPU Family、CPU Model、CPU Stepping ID，然后采用MD5算法计算CPU信息的Hash值。
CPUID指令的基本原理是，CPU根据传递给EAX 寄存器的值，将对应的CPU信息返回给 EAX、EBX、ECX 及 EDX 寄存器。通过对这些寄存器的值进行操作即可获取CPU各类信息。CPUID指令带代码如下：
#define cpuid(func,eax,ebx,ecx,edx)\
__asm__ __volatile__ ("cpuid":\
"=a" (eax),"=b" (ebx),"=c" (ecx),"=d" (edx):\
"a" (func));
本文使用了宏定义的方式封装CPUID指令函数。
对于上面的__cpuid
asm statements： “cpuid”。汇编代码为——调用cpuid指令
outputs：”=a” (eax), “=b” (ebx), “=c” (ecx), “=d” (edx)。表示有4个输出参数——参数0为eax（绑定到变量a）、参数1为ebx（绑定到变量b）、参数2为ecx（绑定到变量c）、参数3为edx（绑定到变量d）。
inputs：”a” (func)。表示有1个输入参数——将变量func赋给参数0（eax）。
registers-modified：（无）。
因此，上述cpuid函数执行过程为：
1. 将变量func的值赋给eax
2. 执行cpuid指令
3. 将返回的eax的值赋给a
4. 将返回的ebx的值赋给b
5. 将返回的ecx的值赋给c
6. 将返回的edx的值赋给d
获取CPU ID
功能号eax=0x80000004，返回CPU ID。执行cpuid指令后，返回值寄存器依次为eax,ebx,ecx,edx。具体代码如下：
void getCPUID(char *cpuId)
{
int a,b,c,d;
char cpuid_buf[HWI_BUFFER_SIZE];
memset((void*)cpuid_buf,0,HWI_BUFFER_SIZE);
cpuid(0x80000004,a,b,c,d);
sprintf(cpuid_buf,"%#010x %#010x %#010x %#010x",a,b,c,d); //#代表的是在字符串前面加上0x; 10表示输出10个字符; x是输出16进制
strcpy(cpuId,cpuid_buf);
}
获取CPU 厂商
功能号eax=0，返回CPU 厂商。执行cpuid指令后，返回值寄存器依次为ebx,ecx,edx。具体代码如下：
void getCPUCompany(char *cCom)
{
char ComName[13];
int a,b,c,d;
int i,k;
memset((void*)ComName,0,sizeof(ComName));
cpuid(0,a,b,c,d);
for(i = 0; b > 0; i++)
{
k = b;
k = (k>>8);
k = (k<<8);
ComName[i]=b-k;
b=(b>>8);
}
for(; d > 0; i++)
{
k = d;
k = (k>>8);
k = (k<<8);
ComName[i]=d-k;
d=(d>>8);
}
for(; c > 0; i++)
{
k = c;
k = (k>>8);
k = (k<<8);
ComName[i]=c-k;
c=(c>>8);
}
ComName[12]='\0';
strcpy(cCom,ComName);
}
获取CPU Brand
EAX=80000002h、80000003h、80000004h：返回处理器brand字符串。
void getCPUBrand(char *cBrand)
{
int a,b,c,d,i;
unsigned int cpu_brand_buf[13];
int k = 0;
memset((void*)cpu_brand_buf,0,sizeof(cpu_brand_buf));
/**
* eax == 0x800000000
* 如果CPU支持Brand String，则在EAX中返 >= 0x80000004的值。
*/
cpuid(0x80000000,a,b,c,d);
if(a < 0x80000004)
{
printf("the cpu is not support\n");
return;
}
for(i=0x80000002;i<=0x80000004;i++)
{
cpuid(i,a,b,c,d);
cpu_brand_buf[k++]=a;
cpu_brand_buf[k++]=b;
cpu_brand_buf[k++]=c;
cpu_brand_buf[k++]=d;
}
strcpy(cBrand,(char*)cpu_brand_buf);
printf("CPU Brand:%s\n", (char *)cpu_brand_buf);
}
获取CPU Family,Model,Stepping ID
EAX=0x01，返回Model、Family、Stepping信息.执行CPUID后，返回的EAX寄存器包含Model、Family、Stepping信息。
void getCPUBaseParam(char *baseParam)
{
char baseParamBuf[HWI_BUFFER_SIZE];
unsigned long CPUBaseInfo;
int a,b,c,d;
memset((void*)baseParamBuf,0,HWI_BUFFER_SIZE);
cpuid(1,a,b,c,d);
CPUBaseInfo = a;
sprintf(baseParamBuf,"Family:%d Model:%d Stepping ID:%d",
(CPUBaseInfo & 0x0F00)>>8,(CPUBaseInfo & 0xF0)>>4,CPUBaseInfo & 0xF);
strcpy(baseParam,baseParamBuf);
}
CPUID是Intel Pentium以上级CPU内置的一个指令(486级及以下的CPU不支持),它用于识别某一类型的CPU,它能返回CPU的级别(family),型号(model),CPU步进(Stepping ID)及CPU字串等信息,从此命令也可以得到CPU的缓存与TLB信息.
CPUID返回数据类型是在EAX寄存器里面定义的,而指令返回的数值则在存储在EAX,EBX,ECX和EDX寄存器里面.
返回的信息分两部分:基本信息与扩展信息.在EAX输入0-3参数时,它返回的CPU的基本信息;而在EAX输入0x8000000至0x800000x时,它返回的是CPU的扩展信息(extended function information).扩展信息只包含在Pentium 4及以后的CPU上,Pentium 4以前的CPU无法取得它的扩展信息.
sprintf ， printf：由于 sprintf 跟 printf 在用法上几乎一样，只是打印的目的地不同而已，前者打印到字符串中，后者则直接在命令行上输出。
debug32基本命令
[xxxx] 可选内存地址
-a[xxxx] 开始汇编
-u[xxxx] 指定位置反汇编
-d[xxxx] 显示指定位置内存内容
-r[Reg] 无参数显示 -r32 -r16 -r8 显示位数
-g[xxxx] 无参数从当前CS:IP开始执行指令
-g=[xxxx] 从此地址开始执行指令
-t 单步执行
-e[xxxx] 更改指定位置内容
-rip 返回
-q 退出程序
cpuid
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0x0
EAX CPU基本参数的输入值
EBX “Genu”
ECX “Intel”
EDX “inel”
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0x1
EAX CPU的级别,型号及步进
EBX 第 0 - 7位: CPU字串索引 (Brand Index)
第 8 - 15位: CLFLUSH线大小(CLFLUSH line size) (返回值*8 = cache line size)
第16 - 23位: 保留
第24 - 31位: 处理器APIC物理标号 (Processor local APIC physical ID)
ECX 保留
EDX 特征信息(Feature Information)
位 标号 解释
0 FPU Floating Point Unit On-Chip. CPU是否内置浮点计算单元
1 VME Virtual 8086 Mode Enhancements. 是否支持虚拟8086模式
2 DE Debugging Extensions. 是否支持调试功能.
3 PSE Page Size Extension. 是否支持大于4MB的分页.
4 TSC Time Stamp Counter. 是否支持RDTSC指令.(注:RDTSC指令可以计算出CPU的频率)
5 MSR Module Specific Registers RDMSR and WRMSR Instructions. 是否支持RDMSR与WRMSR
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0x2
EAX到EDX返回的都是缓存和TLB的信息
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0x3
EAX 保留
EBX 保留
ECX CPU序列号(0 - 31bit) (只是在Pentium 3中才有效)
EDX CPU序列号(32 - 63bit) (只是在Pentium 3 中才有效)
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0x80000000
EAX 扩展信息输入数最大值(具有扩展信息的CPU才能返回)
EBX 保留
ECX 保留
EDX 保留
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0x80000001
EAX CPU特征(Signature)和扩展特征位(Extended Feature Bits)
EBX 到 ECX 保留
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0x80000002
EAX 处理器字串(Processor Brand String)
EBX 处理器字串(续)
ECX 处理器字串(续)
EDX 处理器字串(续)
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0x80000003
EAX 处理器字串(续)
EBX 处理器字串(续)
ECX 处理器字串(续)
EDX 处理器字串(续)
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0x80000004
EAX 处理器字串(续)
EBX 处理器字串(续)
ECX 处理器字串(续)
EDX 处理器字串(续)
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C 字符串函数 sprintf()、snprintf() 详解