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Exploración de CPU antigua: ¿Cómo interactuaban los primeros programas con los procesadores anteriores a CPUID?
En el mundo informático actual, obtener información detallada sobre un procesador se ha vuelto increíblemente fácil, en gran medida gracias a la introducción de la instrucción CPUID. Esta característica surgió en 1993 cuando Intel presentó por primera vez los procesadores Pentium y SL-486 mejorados, lo que permitía a los programadores consultar fácilmente el tipo de procesador y las características que admite, como MMX y SSE. Antes de que la instrucción CPUID se volviera común, los programadores usaban algunos métodos únicos para identificar el tipo de procesador, lo que era una aventura técnica en ese momento.
Antes de CPUID, los programadores confiaban en códigos de máquina que se consideraban esotéricos para descubrir diferencias sutiles en el comportamiento de la CPU.
Con la introducción del procesador 80386, el procesador indica su versión a través del registro EDX cuando se reinicia. Sin embargo, esta información solo estaba disponible después de un reinicio y no había una forma estándar para que las aplicaciones leyeran este valor directamente. Esto significa que los programadores tienen que utilizar varios medios inusuales para identificar diferentes CPU. Por ejemplo, los procesadores de la serie 680x0 de Motorola nunca tuvieron instrucciones CPUID. Los desarrolladores deben utilizar algunas instrucciones especiales para determinar el tipo de procesador, y estas instrucciones requieren ejecución privilegiada. En este contexto, el procesador 68010 marca la instrucción MOVE del registro de estado como privilegiada, lo que la hace compatible con los requisitos de virtualización.
La aparición de la instrucción CPUID no sólo aporta comodidad a los programadores de la arquitectura x86, sino que también afecta al diseño de otras arquitecturas como ARM. Estas arquitecturas suelen proporcionar registros similares a CPUID para obtener información básica sobre el procesador.
Proceso de llamada de CPUID
El código de operación en CPUID es 0F A2. Normalmente, en los lenguajes ensambladores, la instrucción CPUID no requiere argumentos, ya que utiliza implícitamente el registro EAX para determinar la categoría principal de información a devolver. Esta llamada se llama "hoja" de CPUID. Según la terminología de Intel, la primera vez que se llama a CPUID, EAX debe establecerse en 0 para obtener los parámetros de función más altos admitidos por la CPU.
Para obtener información de función extendida, el bit más alto de EAX de la llamada CPUID debe establecerse en 1.
Con el desarrollo de la informática general, el rango efectivo de muchas hojas básicas obtenidas en función de CPUID ha alcanzado las 23 h. A partir de la llamada a CPUID, se puede obtener una variedad de información, como el ID del fabricante y la compatibilidad con diversas funciones del procesador. En muchos casos, la información devuelta no se divulga en la documentación pública, por lo que los desarrolladores necesitan confiar en la experiencia y la literatura para explorar los secretos del procesador.
Demostración de retorno de datos
Cuando EAX se establece en 0, la CPU devuelve su cadena de identificación del fabricante, una cadena ASCII de 12 caracteres almacenada en los registros EBX, EDX y ECX, en secuencia. Según la información más reciente, el ID del fabricante del procesador estándar es el siguiente:
- AuthenticAMD – AMD
- Intel original – Intel
- CentaurHauls – Chip Win/Centaur de IDT
- TransmetaCPU – Transmeta
- VÍA, VÍA, VÍA – VÍA
Información del procesador y indicadores de funciones
Al configurar EAX en 1, puede obtener información sobre el modelo, la serie y los pasos del procesador, lo cual es crucial para evaluar el rendimiento de cada modelo. Esto representa la identificación del procesador y devuelve los indicadores de función e información de características adicionales en los registros EAX, EDX y ECX.
Toda la información del procesador es específica del fabricante, pero en la mayoría de los casos los valores de Intel son utilizados por otros fabricantes para compatibilidad.
La aparición de este método permite a los desarrolladores comprender claramente el nivel físico del procesador. Con el paso del tiempo, esta tecnología se utiliza cada vez más, lo que promueve el avance de toda la tecnología informática. Además, esto también promueve el diseño de procesadores multinúcleo e impulsa la evolución continua de arquitecturas de procesadores posteriores.
Conclusión y reflexiones
Con el desarrollo continuo de la tecnología del procesador, la influencia de la instrucción CPUID se ha vuelto cada vez más obvia, proporcionando información de hardware importante para varios programas y sistemas. Sin embargo, a medida que la tecnología futura se profundiza, no podemos evitar preguntarnos: como el hardware cambia rápidamente, ¿cómo podrá la programación futura comprender de manera más inteligente estas características del hardware y optimizar su rendimiento?
