معرف وحدة المعالجة المركزية

في بنية x86 ، تُعدّ تعليمة CPUID (المُعرّفة برمز CPUIDالعملية ) تعليمة تكميلية للمعالج (اسمها مُشتق من " تحديد وحدة المعالجة المركزية ")، تسمح للبرامج باكتشاف تفاصيل المعالج. وقد قدمتها شركة إنتل عام 1993 مع إطلاق معالجات بنتيوم ومعالجات 486 المتأخرة . ^{[ 1 ]}

يمكن للبرنامج استخدام ذلك CPUIDلتحديد نوع المعالج وما إذا كانت ميزات مثل MMX / SSE مطبقة.

قبل إتاحة هذه CPUIDالتعليمات للجميع، كان المبرمجون يكتبون شفرة آلية معقدة تستغل اختلافات طفيفة في سلوك وحدة المعالجة المركزية لتحديد نوع المعالج وطرازه. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} مع ظهور معالج 80386، أشارت تعليمات EDX عند إعادة التشغيل إلى رقم المراجعة، ولكن لم يكن بالإمكان قراءة هذه القيمة إلا بعد إعادة التشغيل، ولم تكن هناك طريقة قياسية للتطبيقات لقراءتها.

خارج عائلة x86، لا يزال يتعين على المطورين في الغالب استخدام عمليات غامضة (تتضمن توقيت التعليمات أو مشغلات أعطال وحدة المعالجة المركزية) لتحديد الاختلافات الموجودة في تصميم وحدة المعالجة المركزية.

على سبيل المثال، في سلسلة معالجات موتورولا 68000 - التي لم تكن تحتوي على CPUIDأي نوع من التعليمات - تطلبت بعض التعليمات المحددة صلاحيات إضافية. ويمكن استخدام هذه الصلاحيات للتمييز بين أفراد عائلة المعالجات المختلفة. في معالج موتورولا 68010، أصبحت تعليمة MOVE from SR ذات صلاحيات إضافية. ولأن معالج 68000 كان يوفر تعليمة MOVE from SR بدون صلاحيات إضافية، فقد أمكن التمييز بين المعالجين المختلفين من خلال حدوث خطأ في المعالج.

على الرغم من أن CPUIDالتعليمات خاصة ببنية x86، إلا أن البنى الأخرى (مثل ARM) غالبًا ما توفر سجلات على الشريحة يمكن قراءتها بطرق محددة للحصول على نفس أنواع المعلومات التي توفرها CPUIDتعليمات x86.

رمز العملية CPUIDهو 0F A2. يمكن اكتشاف دعم المعالج للتعليمات عن طريق تبديل علامة المعرف (البت 21) بنجاح في سجل EFLAGS .

في لغة التجميع ، CPUIDلا تتطلب هذه التعليمة أي معلمات، إذ CPUIDتستخدم ضمنيًا سجل EAX لتحديد الفئة الرئيسية للمعلومات المُعادة. في مصطلحات إنتل الحديثة، يُطلق على هذا اسم "ورقة CPUID". CPUIDيجب استدعاء هذه التعليمة EAX = 0أولًا، لأن ذلك سيخزن في سجل EAX أعلى معلمة استدعاء (ورقة) EAX التي يُنفذها المعالج.

للحصول على معلومات إضافية عن الوظيفة، CPUIDيجب استدعاء الدالة مع ضبط البت الأكثر أهمية في سجل EAX. لتحديد أعلى قيمة لمعامل استدعاء الوظيفة الإضافية، استدعِ الدالة CPUIDمع EAX = 80000000h.

لا يمكن الوصول إلى أجزاء CPUID التي يزيد حجمها عن 3 ويقل عن 80000000 إلا عندما تكون قيمة البت 22 في سجلات الطراز IA32_MISC_ENABLE.BOOT_NT4 تساوي 0 (وهي القيمة الافتراضية). وكما يوحي الاسم، لم يكن نظام التشغيل Windows NT 4.0 يعمل بشكل صحيح حتى إصدار SP6 إلا إذا تم ضبط هذا البت، ^{[ 6 ]} ولكن الإصدارات الأحدث من Windows لا تحتاج إليه، لذا يُفترض أن الأجزاء الأساسية التي يزيد حجمها عن 4 مرئية على أنظمة Windows الحالية. اعتبارًا من أبريل 2024، تصل مدة الإجازات الأساسية الصالحة إلى 23 ساعة، ولكن المعلومات التي يتم إرجاعها بواسطة بعض الإجازات لا يتم الكشف عنها في الوثائق المتاحة للجمهور، أي أنها "محجوزة".

بعض الأوراق المضافة حديثًا لها أيضًا أوراق فرعية، والتي يتم اختيارها عبر سجل ECX قبل الاتصال CPUID.

يُعيد هذا الأمر سلسلة تعريف الشركة المصنعة لوحدة المعالجة المركزية - وهي سلسلة ASCII مكونة من اثني عشر حرفًا مخزنة في EBX وEDX وECX (بهذا الترتيب). ويُعاد أعلى مُعامل استدعاء أساسي (أكبر قيمة يمكن ضبط EAX عليها قبل الاستدعاء ) في EAX. CPUID

فيما يلي قائمة بالمعالجات وأعلى وظيفة تم تنفيذها.

فيما يلي سلاسل تعريفية تستخدمها المعالجات الفعلية، مرتبة حسب تاريخ ظهورها:

• "GenuineIntel" – إنتل
• "UMC UMC UMC " – المركز الطبي الجامعي
• "AuthenticAMD" – AMD
• "CyrixInstead" – Cyrix – مرخصة أيضًا من قبل STMicroelectronics و IBM
• "NexGenDriven" – الجيل القادم
• "CentaurHauls" – سنتور – مملوكة لشركة IDT ، ثم لشركة VIA ، ثم لشركة Zhaoxin
• "RiseRiseRise" - يعلو
• "SiS SiS SiS " – سيس (رايز سابقاً)
• "GenuineTMx86" – ترانسميتا – مستخدمة في ورقة CPUID القياسية 0000_0000h، للتوافق مع Intel
• "TransmetaCPU" – ترانسميتا – مستخدمة في وحدة المعالجة المركزية الموسعة (CPUID) Leaf 8000_0000h و Leaf 8086_0000h
• "Geode by NSC" – شركة ناشيونال سيمي داكتور – استحوذت عليها شركة AMD
• "Vortex86 SoC" – DM&P Vortex86 (ex-SiS)
• "Genuine  RDC" – شركة RDC لأشباه الموصلات المحدودة ^{[ 7 ]} (سابقًا SiS)
• "HygonGenuine" – هيجون (من سلالة AMD Zen)
• "  Shanghai  " – تشاوكسين (سلالة قنطور إشعياء)
• "GenuineIotel" – إنتل – نادر – من المحتمل أن يكون سببه خطأ بت واحد – تقرير كامل واحد + عدد قليل من التقارير الجزئية ^{[ 8 ] [ 9 ]}

فيما يلي سلاسل تعريفية يُرجح أنها مزيفة:

• "VIA VIA VIA " - يُشار إليها أحيانًا، ولكن لم يتم رصد أي معالج VIA بهذه السلسلة على الإطلاق
• "AMDisbetter!" - يُشار إليها أحيانًا، ولكن لم يتم رصد أي معالج AMD بهذه السلسلة على الإطلاق
• "AMD ISBETTER" - كثيرًا ما يُستشهد به ^{[ 10 ] [ 11 ]} ، ولكن لم يُرصد أي معالج AMD K5 بهذه السلسلة على الإطلاق؛ على وجه الخصوص، حتى أول معالج K5 يحمل اسم العائلة/الطراز/الخطوة 500h تم شحنه مع"AuthenticAMD"

فيما يلي سلاسل تعريفية تستخدمها أنوية المعالجات البرمجية مفتوحة المصدر :

• "GenuineAO486" – معالج ao486 (قديم) ^{[ 12 ] [ 13 ]}
• "MiSTer AO486" – معالج ao486 (جديد) ^{[ 14 ] [ 13 ]}
• "GenuineIntel" – النواة v586 ^{[ 15 ]} (هذا مطابق لسلسلة معرف Intel)

فيما يلي سلاسل المعرفات التي تستخدمها الأجهزة الافتراضية:

• (مجموعة متنوعة من السلاسل) – معالج MCST Elbrus e2k عند تشغيل برنامج الترجمة الثنائية الديناميكية ^{[ 16 ]} 
  • "E2K MACHINE "– السلاسل غير متناسقة – بعضها (وليس كلها) تشفر نوع اللوحة الأم
  • "E8C-SWTX    "– من غير المعروف ما إذا كانت لوحات مفاتيح DBT SW تحتوي على مسافات لاحقة أو أحرف \0 لاحقة
  • "EL2S4       "
  • "Elbrus-MCST "
  • "MBE1C-PC    "
  • "MBE8C-PC v.2"
  • "MONOCUB     "
• "ConnectixCPU" – برنامج Connectix Virtual PC (الإصدار 6 وما دونه) ^{[ 17 ] [ 18 ]}
• "Virtual CPU " – مايكروسوفت فيرتشوال بي سي 7؛ ^{[ 18 ]} مايكروسوفت x86-to-ARM (32 بت x86) ^{[ 19 ]}
• "AuthenticAMD" – مايكروسوفت x86-to-ARM (64 بت x86) ^{[ 19 ]}
• "GenuineIntel" – أبل روزيتا 2 ^{[ 20 ]}
• "Insignia 586" – Insignia RealPC ^{[ 21 ] [ 22 ]} و SoftWindows 98 ^{[ 23 ]}
• "Compaq FX!32" – Compaq FX!32 (محاكي x86 لمعالجات DEC Alpha ) ^{[ 24 ]}
• "Neko Project" – مشروع نيكو الثاني ( محاكي PC-98 ) (يستخدم عندما يتم ضبط وحدة المعالجة المركزية المراد محاكاتها على "معالج نيكو الثاني") ^{[ 25 ] [ 26 ]}

على سبيل المثال، في GenuineIntelالمعالج، تكون القيم المُعادة في EBX هي 0x756e6547، وEDX هي ، 0x49656e69وECX هي 0x6c65746e. يعرض مثال الكود التالي سلسلة مُعرّف المورّد بالإضافة إلى أعلى مُعامل استدعاء تُنفّذه وحدة المعالجة المركزية.

.intel_syntax noprefix.نص.m0: .string "CPUID: %x\n".m1: .string "أكبر عدد من الدوال الأساسية التي تم تنفيذها: %i\n".m2: .string "معرف المورد: %s\n".globl mainرئيسي:اضغط على R12mov eax , 1sub rsp , 16cpuidlea rdi , .m0 [ rip ]mov esi , eaxاستدعاء دالة printfxor eax , eaxcpuidlea rdi , .m1 [ rip ]mov esi , eaxmov r12d , edxmov ebp , ecxاستدعاء دالة printfmov 3 [ rsp ], ebxlea rsi , 3 [ rsp ]lea rdi , .m2 [ rip ]mov 7 [ rsp ], r12dmov 11 [ rsp ], ebpاستدعاء دالة printfأضف rsp ، 16بوب آر 12ريت.section .note.GNU - stack , "" , @ progbits

في بعض المعالجات، يُمكن تعديل سلسلة مُعرّف المُصنِّع (MSR) المُبلغ عنها بواسطة CPUID.(EAX=0) عن طريق كتابة سلسلة مُعرّف جديدة في سجلات خاصة بالطراز (MSRs ) باستخدام WRMSRالتعليمة. وقد استُخدمت هذه الطريقة في معالجات غير تابعة لشركة إنتل لتمكين ميزات وتحسينات مُعطَّلة برمجياً لوحدات المعالجة المركزية التي لا تُعيد GenuineIntelسلسلة المُعرّف. ^{[ 27 ]} ومن المعالجات المعروفة بامتلاكها لهذه السجلات:

يُعيد هذا معلومات خطوة المعالج ، وطرازه، واسمه الرمزي ، وعائلته في السجل EAX (يُسمى أيضًا توقيع المعالج)، وعلامات الميزات في السجلين EDX وECX، ومعلومات إضافية عن الميزات في السجل EBX. ^{[ 35 ]}

• رقم تعريف الخطوة هو رقم مراجعة المنتج الذي تم تعيينه بسبب تصحيح الأخطاء أو التغييرات الأخرى.
• يُستخلص نموذج المعالج الفعلي من حقول النموذج، ومعرّف النموذج الموسّع، ومعرّف العائلة. إذا كان حقل معرّف العائلة يساوي 6 أو 15، فإن النموذج يساوي مجموع حقل معرّف النموذج الموسّع مُزاحًا إلى اليسار بمقدار 4 بتات وحقل النموذج. وإلا، فإن النموذج يساوي قيمة حقل النموذج.
• تُستمد عائلة المعالج الفعلية من حقلي "معرّف العائلة" و"معرّف العائلة الموسّع". إذا كان حقل "معرّف العائلة" يساوي 15، فإن العائلة تساوي مجموع حقلي "معرّف العائلة الموسّع" و"معرّف العائلة". وإلا، فإن العائلة تساوي قيمة حقل "معرّف العائلة".
• يُوضح الجدول أدناه معنى حقل نوع المعالج.

اعتبارًا من أكتوبر 2023، تم التعرف على معرفات عائلة معالجات x86 التالية: ^{[ 37 ]}

معلومات المعالج وعلامات الميزات خاصة بالشركة المصنعة، ولكن عادةً ما يتم استخدام قيم Intel من قبل الشركات المصنعة الأخرى من أجل التوافق.

يجب إخفاء الحقول المحجوزة قبل استخدامها لأغراض تحديد هوية المعالج.

هذا يُعيد قائمة من الواصفات التي تشير إلى إمكانيات ذاكرة التخزين المؤقت وذاكرة الترجمة السريعة في سجلات EAX وEBX وECX وEDX.

في المعالجات التي تدعم هذه الورقة، CPUIDسيؤدي استدعاء الدالة مع EAX=2 إلى تعيين البايت السفلي من EAX إلى 01h^{[ a ]} ، وملء البايتات الـ 15 المتبقية  من EAX/EBX/ECX/EDX بـ 15 واصفًا، كل منها بايت واحد. توفر هذه الواصفات معلومات حول ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج، وجداول ترجمة العناوين (TLBs)، وجلب البيانات المسبق. عادةً ما تكون ذاكرة تخزين مؤقت واحدة أو جدول ترجمة عناوين واحد لكل واصف، ولكن بعض قيم الواصفات توفر معلومات أخرى أيضًا - على وجه الخصوص، 00hيُستخدم للواصف الفارغ، FFhويشير إلى أن الورقة لا تحتوي على معلومات ذاكرة تخزين مؤقت صالحة، وأنه يجب استخدام الورقة 4h بدلاً منها، FEhويشير إلى أن الورقة لا تحتوي على معلومات جدول ترجمة عناوين صالحة، وأنه يجب استخدام الورقة 18h بدلاً منها. هناك أيضًا بعض الحالات، مثل الواصفات 63hو C3h، حيث يوفر واصف واحد معلومات حول جداول ترجمة عناوين متعددة. يمكن أن تظهر الواصفات بأي ترتيب.

بالنسبة لكل من السجلات الأربعة (EAX، EBX، ECX، EDX)، إذا تم تعيين البت 31، فلا ينبغي اعتبار السجل يحتوي على واصفات صالحة (على سبيل المثال، في Itanium في وضع IA-32، يتم إرجاع CPUID(EAX=2) 80000000hفي EDX - يجب تفسير هذا على أنه يعني أن EDX لا يحتوي على معلومات صالحة، وليس أنه يحتوي على واصف لذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثاني بحجم 512 كيلوبايت).

يُقدّم الجدول أدناه، بالنسبة لقيم الواصفات المعروفة، وصفًا مُختصرًا لذاكرة التخزين المؤقت أو ذاكرة الترجمة السريعة (TLB) المشار إليها بواسطة قيمة الواصف تلك (أو معلومات أخرى، عند الاقتضاء). اللواحق المُستخدمة في الجدول هي:

• K,M,G  : kibibyte, mebibyte, gibibyte (سعة ذاكرة التخزين المؤقت، حجم الصفحة لـ TLBs)
• E  : المدخلات (لـ TLBs؛ على سبيل المثال 64E = 64 مدخلاً)
• p  : حجم الصفحة (على سبيل المثال 4Kp لـ TLBs حيث يصف كل إدخال صفحة  واحدة بحجم 4 كيلوبايت ، 4K/2Mp لـ TLBs حيث يمكن لكل إدخال أن يصف إما صفحة واحدة بحجم 4 كيلوبايت أو صفحة ضخمة بحجم 2 ميجابايت)  
• L  : حجم سطر التخزين المؤقت (على سبيل المثال 32L = حجم سطر التخزين المؤقت 32 بايت)
• S  : حجم قطاع ذاكرة التخزين المؤقت (على سبيل المثال، 2S تعني أن ذاكرة التخزين المؤقت تستخدم قطاعات من سطرين من خطوط ذاكرة التخزين المؤقت لكل منها)
• أ  : الترابطية (على سبيل المثال 6A = ترابطية مجموعة سداسية الاتجاهات ، FA = ترابطية كاملة)

يُعيد هذا الأمر الرقم التسلسلي للمعالج. تم تقديم الرقم التسلسلي للمعالج في معالجات إنتل بنتيوم 3 ، ولكن نظرًا لمخاوف تتعلق بالخصوصية، لم تعد هذه الميزة مُفعّلة في الطرازات اللاحقة (يتم مسح بت ميزة PSN دائمًا). كما توفر معالجات Efficeon وCrusoe من شركة Transmeta هذه الميزة. أما معالجات AMD، فلا تُفعّل هذه الميزة في أي من طرازاتها.

بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية Intel Pentium III، تُرجع الورقة 3 الـ 64 بتات السفلية من الرقم التسلسلي للمعالج ذي 96 بت في EDX:ECX - يتم أخذ الـ 32 بتات العلوية من الرقم التسلسلي من توقيع وحدة المعالجة المركزية الذي تم إرجاعه في EAX عند CPUIDاستدعائها مع EAX=1. ^{[ 94 ]} .

بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية Transmeta Crusoe و Efficeon، تُرجع الورقة 3 رقمًا تسلسليًا للمعالج مكونًا من 128 بت بتنسيق EAX:EBX:ECX:EDX ^{[ 95 ]} (تكون أعلى 32 بت من هذا الرقم التسلسلي، المُقدم بتنسيق EAX، دائمًا 0 على معالجات Crusoe ^{[ 96 ]} ولكن من المعروف أنها غير صفرية على بعض معالجات Efficeon على الأقل. ^{[ 97 ]} )

لاحظ أنه يجب تفعيل ميزة الرقم التسلسلي للمعالج في إعدادات BIOS لكي تعمل.

تُستخدم هاتان الورقتان لتوفير معلومات حول مستويات التسلسل الهرمي لذاكرة التخزين المؤقت المتاحة لنواة المعالج التي CPUIDتُنفذ عليها التعليمات. 4تُستخدم الورقة Leaf في معالجات Intel، بينما 8000'001Dhتُستخدم الورقة Leaf في معالجات AMD. تُعيد كلتاهما البيانات في EAX وEBX وECX وEDX، باستخدام نفس تنسيق البيانات، باستثناء أن الورقة Leaf 4تُعيد بعض الحقول الإضافية التي تُعتبر "محجوزة" لها 8000'001Dh. تُوفر كلتاهما معلومات ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية في سلسلة من الأوراق الفرعية التي يُحددها ECX. للحصول على معلومات حول جميع مستويات ذاكرة التخزين المؤقت، من الضروري استدعاء الدالة CPUIDبشكل متكرر، مع تعيين EAX= 4أو 8000'001DhECX بقيم متزايدة بدءًا من 0 (0، 1، 2، ...) حتى يتم العثور على ورقة فرعية لا تصف أي ذاكرة تخزين مؤقت (EAX[4:0]=0). قد تظهر الأوراق الفرعية التي تُعيد معلومات ذاكرة التخزين المؤقت بأي ترتيب، ولكن ستظهر جميعها قبل أول ورقة فرعية لا تصف أي ذاكرة تخزين مؤقت.

في الجدول أدناه، تم تمييز الحقول التي تم تعريفها للورقة 4ولكن ليس للورقة 8000'001Dhبتلوين الخلايا باللون الأصفر وعنصر (#4) .

بالنسبة لأي ذاكرة تخزين مؤقت صالحة وغير ترابطية بالكامل، فإن القيمة المُعادة في ECX هي عدد المجموعات في ذاكرة التخزين المؤقت ناقص 1. (بالنسبة لذاكرات التخزين المؤقت الترابطية بالكامل، يجب التعامل مع ECX كما لو كانت تُعيد القيمة 0). بالنسبة لأي ذاكرة تخزين مؤقت مُعطاة موصوفة بواسطة ورقة فرعية من CPUIDورقة 4أو 8000'001Dh، يمكن حساب إجمالي حجم ذاكرة التخزين المؤقت بالبايت على النحو التالي:

CacheSize = (EBX[11:0]+1) * (EBX[21:12]+1) * (EBX[31:22]+1) * (ECX+1)

على سبيل المثال، في معالجات Intel Crystalwell ، سيؤدي تنفيذ CPUID مع EAX=4 وECX=4 إلى قيام المعالج بإرجاع معلومات الحجم التالية لذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 4 في EBX وECX: EBX=03C0F03Fو ECX=00001FFF- يجب أن يُفهم من ذلك أن ذاكرة التخزين المؤقت هذه لها حجم سطر ذاكرة تخزين مؤقت يبلغ 64 بايت (EBX[11:0]+1)، وتحتوي على 16 سطر ذاكرة تخزين مؤقت لكل علامة (EBX[21:12]+1)، وهي ذات 16 اتجاهًا ترابطيًا (EBX[31:22]+1) مع 8192 مجموعة (ECX+1)، ليصبح الحجم الإجمالي 64*16*16*8192=134217728 بايت، أو 128 ميببايت.

تُستخدم هاتان الورقتان لتحديد بنية المعالج (الخيط، النواة، الحزمة) وتسلسل ذاكرة التخزين المؤقت في معالجات إنتل متعددة النوى (والمعالجات متعددة الخيوط). ^{[ 100 ]} اعتبارًا من عام 2013لا تستخدم AMD هذه الأوراق، ولكن لديها طرق بديلة لإجراء تعداد النوى. ^{[ 101 ]}

على عكس معظم أوراق CPUID الأخرى، تُرجع الورقة Bh قيمًا مختلفة في EDX اعتمادًا على المعالج المنطقي الذي تُنفذ عليه تعليمة CPUID؛ فالقيمة المُرجعة في EDX هي في الواقع مُعرّف x2APIC للمعالج المنطقي. مع ذلك، لا يتم ربط مساحة مُعرّف x2APIC بالمعالجات المنطقية بشكل متواصل؛ فقد توجد فجوات في الربط، ما يعني أن بعض مُعرّفات x2APIC الوسيطة لا تُطابق بالضرورة أي معالج منطقي. تتوفر معلومات إضافية لربط مُعرّفات x2APIC بالنوى في السجلات الأخرى. على الرغم من أن الورقة Bh تحتوي على أوراق فرعية (يتم اختيارها بواسطة ECX كما هو موضح أدناه)، فإن القيمة المُرجعة في EDX تتأثر فقط بالمعالج المنطقي الذي تُنفذ عليه التعليمة، وليس بالورقة الفرعية.

تُظهر بنية المعالج (أو المعالجات) التي يكشف عنها الفرع Bh بنيةً هرمية، مع ملاحظة غريبة تتمثل في أن ترتيب المستويات (المنطقية) في هذه البنية لا يتطابق بالضرورة مع ترتيبها في البنية الفيزيائية ( SMT /core/package). ومع ذلك، يمكن الاستعلام عن كل مستوى منطقي كفرع فرعي ECX (من الفرع Bh) لمعرفة مدى مطابقته لنوع المستوى، والذي قد يكون SMT أو core أو "غير صالح". يبدأ نطاق معرفات المستويات من 0 وهو متصل، ما يعني أنه إذا كان معرف مستوى ما غير صالح، فستكون جميع معرفات المستويات الأعلى منه غير صالحة أيضًا. يُعاد نوع المستوى في البتات من 15 إلى 8 من ECX، بينما يُعاد عدد المعالجات المنطقية في المستوى المستعلم عنه في EBX. وأخيرًا، يتم إرجاع الاتصال بين هذه المستويات ومعرفات x2APIC في EAX[4:0] على أنه عدد البتات التي يجب إزاحة معرف x2APIC من أجل الحصول على معرف فريد في المستوى التالي.

As an example, a dual-core Westmere processor capable of hyperthreading (thus having two cores and four threads in total) could have x2APIC ids 0, 1, 4 and 5 for its four logical processors. Leaf Bh (=EAX), subleaf 0 (=ECX) of CPUID could for instance return 100h in ECX, meaning that level 0 describes the SMT (hyperthreading) layer, and return 2 in EBX because there are two logical processors (SMT units) per physical core. The value returned in EAX for this 0-subleaf should be 1 in this case, because shifting the aforementioned x2APIC ids to the right by one bit gives a unique core number (at the next level of the level id hierarchy) and erases the SMT id bit inside each core. A simpler way to interpret this information is that the last bit (bit number 0) of the x2APIC id identifies the SMT/hyperthreading unit inside each core in our example. Advancing to subleaf 1 (by making another call to CPUID with EAX=Bh and ECX=1) could for instance return 201h in ECX, meaning that this is a core-type level, and 4 in EBX because there are 4 logical processors in the package; EAX returned could be any value greater than 3, because it so happens that bit number 2 is used to identify the core in the x2APIC id. Note that bit number 1 of the x2APIC id is not used in this example. However, EAX returned at this level could well be 4 (and it happens to be so on a Clarkdale Core i3 5x0) because that also gives a unique id at the package level (=0 obviously) when shifting the x2APIC id by 4 bits. Finally, you may wonder what the EAX=4 leaf can tell us that we didn't find out already. In EAX[31:26] it returns the APIC mask bits reserved for a package; that would be 111b in our example because bits 0 to 2 are used for identifying logical processors inside this package, but bit 1 is also reserved although not used as part of the logical processor identification scheme. In other words, APIC ids 0 to 7 are reserved for the package, even though half of these values don't map to a logical processor.

The cache hierarchy of the processor is explored by looking at the sub-leaves of leaf 4. The APIC ids are also used in this hierarchy to convey information about how the different levels of cache are shared by the SMT units and cores. To continue our example, the L2 cache, which is shared by SMT units of the same core but not between physical cores on the Westmere is indicated by EAX[26:14] being set to 1, while the information that the L3 cache is shared by the whole package is indicated by setting those bits to (at least) 111b. The cache details, including cache type, size, and associativity are communicated via the other registers on leaf 4.

يُرجى الانتباه إلى أن الإصدارات القديمة من مذكرة تطبيق Intel رقم 485 تحتوي على بعض المعلومات المُضللة، لا سيما فيما يتعلق بتحديد وحساب النوى في المعالجات متعددة النوى؛ ^{[ 102 ]} وقد تم تضمين أخطاء ناتجة عن سوء تفسير هذه المعلومات حتى في نموذج التعليمات البرمجية من Microsoft لاستخدام CPUID، حتى في إصدار 2013 من Visual Studio، ^{[ 103 ]} ولكن نموذج التعليمات البرمجية من Intel لتحديد بنية المعالج ^{[ 100 ]} يحتوي على التفسير الصحيح، كما أن دليل مطوري برامج Intel الحالي يتميز بلغة أكثر وضوحًا. ويُطبّق كود الإنتاج (مفتوح المصدر) متعدد المنصات ^{[ 104 ]} من Wildfire Games أيضًا التفسير الصحيح لوثائق Intel.

تُقدَّم أمثلةٌ لكشف بنية الشبكة باستخدام معالجات Intel القديمة (ما قبل 2010) التي تفتقر إلى x2APIC (وبالتالي لا تُطبِّق EAX=Bh leaf) في عرضٍ تقديميٍّ لشركة Intel عام 2010. ^{[ 105 ]} يُرجى الانتباه إلى أنَّ استخدام طريقة الكشف القديمة هذه على معالجات Intel من عام 2010 وما بعده قد يُبالغ في تقدير عدد النوى والمعالجات المنطقية، لأنَّ طريقة الكشف القديمة تفترض عدم وجود فجوات في مساحة معرّفات APIC، وهذا الافتراض لا ينطبق على بعض المعالجات الأحدث (بدءًا من سلسلة Core i3 5x0)، ولكن هذه المعالجات الأحدث تأتي أيضًا مزوَّدةً بـ x2APIC، لذا يُمكن تحديد بنيتها بشكلٍ صحيح باستخدام طريقة EAX=Bh leaf.

تُعيد هذه العملية معلومات الميزات المتعلقة MONITORبالتعليمات الموجودة MWAITفي سجلات EAX و EBX و ECX و EDX.

هذا يعيد بتات الميزات في سجل EAX ومعلومات إضافية في سجلات EBX وECX وEDX.

يُعيد هذا الأمر علامات الميزات الموسعة في EBX وECX وEDX. ويُعيد القيمة القصوى لـ ECX عندما تكون EAX=7 في EAX.

هذا يُعيد علامات الميزات الموسعة في جميع السجلات الأربعة.

هذا يُعيد علامات الميزات الموسعة في EDX.

EAX و EBX و ECX محجوزة.

تُستخدم هذه الورقة لسرد ميزات XSAVE ومكونات الحالة.

صُممت امتدادات مجموعة تعليمات XSAVE لحفظ/استعادة حالة وحدة المعالجة المركزية الموسعة (عادةً لغرض تبديل السياق ) بطريقة قابلة للتوسيع لتشمل امتدادات جديدة لمجموعة التعليمات دون أن يحتاج رمز تبديل السياق في نظام التشغيل إلى فهم تفاصيل هذه الامتدادات الجديدة. ويتم ذلك من خلال تعريف سلسلة من مكونات الحالة ، لكل منها حجم وإزاحة ضمن منطقة حفظ محددة، ويتوافق كل منها مع مجموعة فرعية من الحالة المطلوبة لامتداد معين لوحدة المعالجة المركزية. EAX=0Dhويُستخدم مُعرّف وحدة المعالجة المركزية (CPUID) لتوفير معلومات حول مكونات الحالة التي تدعمها وحدة المعالجة المركزية وأحجامها/إزاحاتها، بحيث يتمكن نظام التشغيل من حجز المساحة المناسبة وتعيين بتات التمكين المرتبطة بها.

يمكن تقسيم مكونات الحالة إلى مجموعتين: حالة المستخدم (عناصر الحالة المرئية للتطبيق، مثل سجلات متجه AVX-512 )، وحالة المشرف (عناصر الحالة التي تؤثر على التطبيق ولكنها غير مرئية للمستخدم مباشرةً، مثل إعدادات مقاطعة وضع المستخدم). يتم تفعيل عناصر حالة المستخدم بتعيين بتاتها المرتبطة في XCR0سجل التحكم، بينما يتم تفعيل عناصر حالة المشرف بتعيين بتاتها المرتبطة في سجل إدارة الذاكرة IA32_XSS( 0DA0hMSR). تصبح عناصر الحالة المشار إليها مكونات الحالة التي يمكن حفظها واستعادتها باستخدام مجموعة تعليمات XSAVE/ .XRSTOR

تستطيع آلية XSAVE التعامل مع ما يصل إلى 63 مكونًا من مكونات الحالة بهذه الطريقة. يحتوي المكونان 0 و1 ( x87 و SSE على التوالي) على إزاحات وأحجام ثابتة. أما بالنسبة للمكونات من 2 إلى 62، فيمكن الاستعلام عن أحجامها وإزاحاتها وبعض العلامات الإضافية بتنفيذ الأمر CPUIDوتعيينها EAX=0Dhإلى ECXفهرس مكون الحالة. سيعيد هذا الأمر العناصر التالية في سجلات EAX وEBX وECX (مع حجز EDX):

إن محاولة الاستعلام عن مكون حالة غير مدعوم بهذه الطريقة تؤدي إلى تعيين قيم EAX وEBX وECX وEDX جميعها إلى 0.

تُستخدم الأوراق الفرعية 0 و1 من CPUIDالورقة لتوفير معلومات عن الميزات:0Dh

اعتبارًا من يوليو 2023، فإن مكونات حالة XSAVE التي تم تحديدها معماريًا هي:

توفر هذه الورقة معلومات حول الإمكانيات المدعومة لميزة Intel Software Guard Extensions (SGX). تحتوي الورقة على عدة أوراق فرعية، يتم اختيارها باستخدام ECX.

يوفر الفرع الفرعي 0 معلومات حول وظائف SGX المدعومة في EAX وأقصى أحجام SGX المدعومة في EDX؛ ECX محجوز. يوفر EBX خريطة بتات يمكن ضبطها في حقل MISCSELECT في SECS (بنية التحكم في SGX Enclave) - يُستخدم هذا الحقل للتحكم في المعلومات المكتوبة إلى منطقة MISC في SSA (منطقة حفظ حالة SGX) عند حدوث AEX (خروج SGX غير متزامن من Enclave).

توفر الورقة الفرعية 1 خريطة بتات تحدد البتات التي يمكن ضبطها في حقل السمات (ATTRIBUTES) ذي 128 بتًا في سجلات SECS الموجودة في EDX:ECX:EBX:EAX (ينطبق هذا على نسخة SECS المستخدمة كمدخل لوظيفة ENCLS[ECREATE]الورقة). أما البتات الـ 64 العليا (الموجودة في EDX:ECX) فهي خريطة بتات تحدد البتات التي يمكن ضبطها في XFRM (قناع طلب ميزة X) - هذا القناع هو قناع بتات يحدد مكونات حالة وحدة المعالجة المركزية (انظر الورقة 0Dh) التي سيتم حفظها في SSA في حالة AEX؛ وله نفس تخطيط XCR0سجل التحكم. أما البتات الأخرى فهي موجودة في EAX وEBX، كما يلي:

تُستخدم الأوراق الفرعية 2 وما فوق لتوفير معلومات حول مناطق الذاكرة الفعلية المتاحة للاستخدام كأقسام EPC (ذاكرة التخزين المؤقت لصفحة Enclave) ضمن SGX.

توفر هذه الورقة معلومات عن ميزات Intel Processor Trace (المعروف أيضًا باسم Real Time Instruction Trace).

بالنسبة للورقة الفرعية 0، فإن القيمة المُعادة في EAX هي فهرس أعلى ورقة فرعية مدعومة لـ CPUID مع EAX=14h. يوفر كل من EBX وECX علامات الميزات، بينما EDX محجوز.

توفر هاتان الورقتان معلومات حول الترددات المختلفة في وحدة المعالجة المركزية في EAX و EBX و ECX (تم حجز EDX في كلتا الورقتين).

إذا كانت القيم المُعادة في EBX و ECX للورقة 15h غير صفرية، فإن تردد TSC ( عداد الطابع الزمني ) بالهرتز يُعطى بواسطة TSCFreq = ECX*(EBX/EAX).

في بعض المعالجات (مثل Intel Skylake )، تكون قيمة CPUID_15h_ECX صفرًا، بينما تكون قيمة CPUID_16h_EAX موجودة وليست صفرًا. في جميع المعالجات المعروفة التي ينطبق عليها هذا الأمر، ^{[ 134 ]} يكون تردد TSC مساويًا لتردد المعالج الأساسي، ويمكن حساب تردد ساعة بلورة النواة بالهرتز كما يلي CoreCrystalFreq = (CPUID_16h_EAX * 10000000) * (CPUID_15h_EAX/CPUID_15h_EBX).

في المعالجات التي تُدرج نسبة تردد ساعة الكريستال الأساسية/TSC في CPUID leaf 15h، سيكون تردد مؤقت APIC هو تردد ساعة الكريستال الأساسية مقسومًا على القاسم المحدد بواسطة سجل تكوين التقسيم الخاص بـ APIC. ^{[ 135 ]}

توجد هذه الورقة في الأنظمة التي تُنفَّذ فيها نواة معالجة مركزية x86 ضمن نظام على شريحة (SoC ) من مُصنِّع آخر، فبينما تُقدِّم الأوراق الأخرى CPUIDمعلومات حول نواة المعالجة المركزية x86، تُقدِّم هذه الورقة معلومات حول النظام على الشريحة. وتأخذ هذه الورقة فهرس ورقة فرعية في ECX.

تقوم الدالة Sub-leaf 0 بإرجاع مؤشر الورقة الفرعية الأقصى في EAX (على الأقل 3)، ومعلومات تعريف SoC في EBX/ECX/EDX:

تُعيد الدوال الفرعية من 1 إلى 3 سلسلة نصية بطول 48 بايت تُشير إلى اسم مُصنِّع المعالج (SoC) بتنسيق UTF-8 . تُعيد الدالة الفرعية 1 أول 16 بايت بالترتيب التالي: EAX، EBX، ECX، EDX؛ وتُعيد الدالة الفرعية 2 الـ 16 بايت التالية؛ وتُعيد الدالة الفرعية 3 آخر 16 بايت. يُسمح بأن تنتهي السلسلة بحرف فارغ، ولكن ليس شرطًا .

توفر هذه الورقة معلومات حول مخازن الترجمة المؤقتة (TLBs ) المتاحة لنواة المعالج التي CPUIDتُنفذ عليها التعليمات. كما توفر هذه الورقة عدة أوراق فرعية، يتم اختيارها باستخدام ECX.

عند استدعائها مع ECX=0، فإنها ستعيد فهرس أعلى ورقة فرعية مدعومة في EAX وجميع الأصفار في البتات الخمسة السفلية من EDX - البتات المتبقية من EDX، بالإضافة إلى EBX وECX، محجوزة.

عند استدعاء هذه الدالة مع ECX≠0، فإنها تُعيد معلومات حول ذاكرة الترجمة (TLB)، حيث يُحدد ECX (الذي يتراوح من 1 إلى أعلى فرع مدعوم) ذاكرة الترجمة التي تُريد إرجاع معلومات عنها. قد تظهر ذاكرات الترجمة لمعالج مُعين بأي ترتيب. تتضمن المعلومات المُعادة لذاكرة ترجمة مُعينة عدد المجموعات في ECX، بالإضافة إلى معلومات إضافية في EBX وEDX (EAX محجوز).

توفر هذه الصفحة معلومات عن ميزات Intel Key Locker في EAX وEBX وECX. EDX محجوز.

When ECX=0, the highest supported "palette" subleaf is enumerated in EAX. When ECX≥1, information on palette n is returned.

This leaf returns information on the AMXTMUL (tile multiplier) unit. The leaf provides multiple sub-leaves, selected with ECX.

Subleaf 0 returns maximum supported sub-leaf in EAX and basic TMUL information in EBX; subleaf 1 returns additional feature information in EAX.

عند تفعيل Intel TDX ( امتدادات نطاق الثقةCPUID )، سيتم اعتراض محاولات تنفيذ التعليمات من قِبل نظام تشغيل ضيف يعمل بنظام نطاق الثقة (TD) بواسطة وحدة TDX. عند CPUIDاستدعاء هذه الوحدة مع EAX=21h( ECX=0الورقة 21h، الورقة الفرعية 0)، ستُعيد فهرس أعلى ورقة فرعية مدعومة للورقة المدخلة 21h، EAXبالإضافة إلى سلسلة تعريف مُورّد وحدة TDX كسلسلة ASCII مكونة من 12 بايت في EBX، EDX، ECX (بهذا الترتيب). يُعيد تطبيق وحدة Intel الخاص سلسلة تعريف المُورّد (مع أربع مسافات في النهاية) ^{[ 140 ]} - بالنسبة لهذه الوحدة، لا تتوفر معلومات إضافية عن الميزات من خلال ، ويجب الحصول عليها بدلاً من ذلك من خلال تعليمات TDX المُخصصة ."IntelTDX    "CPUIDTDCALL

هذه الورقة محجوزة في الأجهزة وستقوم (على المعالجات التي تكون أعلى ورقة أساسية فيها هي 21hأو أعلى) بإرجاع 0 في EAX/EBX/ECX/EDX عند تشغيلها مباشرة على وحدة المعالجة المركزية.

يُعيد هذا الحد الأقصى للأوراق الفرعية المدعومة في EAX ومعلومات ميزة AVX10 في EBX. ^{[ 123 ]} (ECX وEDX محجوزان.)

تم حجز Subleaf 1 لميزات AVX10 غير المرتبطة بإصدار معين.

تُعاد أعلى دالة في EAX. هذه الورقة موجودة فقط على معالجات Xeon Phi . ^{[ 145 ]}

تقوم هذه الدالة بإرجاع علامات الميزات.

عند CPUIDتنفيذ التعليمات في بيئة المحاكاة الافتراضية Intel VT-x أو AMD-v ، سيقوم برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية باعتراضها، مما يُمكّنه من إرجاع CPUIDعلامات ميزات تختلف عن تلك الموجودة في الأجهزة الأساسية. لا يتم تنفيذ CPUIDهذه العلامات في الأجهزة، وهي محجوزة لاستخدام برامج إدارة الأجهزة الافتراضية لتوفير معلومات تعريفية وميزات خاصة بها من خلال آلية الاعتراض هذه.40000000h4FFFFFFFh

بالنسبة لـ leaf 40000000h، يُتوقع من برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية (Hypervisor) إرجاع فهرس أعلى قيمة CPUID مدعومة في EAX، وسلسلة تعريف مكونة من 12 حرفًا في EBX، ECX، EDX (بهذا الترتيب). بالنسبة لـ leaf 40000001h، قد يُرجع برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية توقيع تعريف الواجهة في EAX - على سبيل المثال، قد تُرجع برامج إدارة الأجهزة الافتراضية التي ترغب في الإعلان عن توافقها مع Hyper -V0x31237648 سلسلة تعريف الواجهة "Hv#1"في EAX. ^{[ 146 ] [ 147 ]} تختلف تنسيقات leaf 40000001hو leaf حتى أعلى قيمة مدعومة باختلاف برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية. عادةً ما تقوم برامج إدارة الأجهزة الافتراضية التي تُنفذ هذه القيم بتعيين البت 31 من ECX لـ CPUID leaf 1 للإشارة إلى وجودها.

قد توفر برامج إدارة الأجهزة الافتراضية التي تعرض أكثر من واجهة واحدة مجموعات إضافية من أوراق CPUID للواجهات الإضافية، بمسافة محددة بين 100hالأوراق لكل واجهة. ^{[ 148 ]} ومن أمثلة برامج إدارة الأجهزة الافتراضية التي تفعل ذلك ما يلي:

• عندما يتم تكوين QEMU لتوفير واجهات Hyper-V و KVM ، فإنه سيوفر معلومات Hyper-V بدءًا من CPUID leaf 40000000hومعلومات KVM بدءًا من leaf 40000100h. ^{[ 149 ] [ 150 ]}
• عندما يتم تكوين Xen لتوفير محاكاة Hyper-V، فإنه سيوفر معلومات Hyper-V بدءًا من CPUID leaf 40000000hومعلومات Xen بدءًا من leaf 40000100h. ^{[ 151 ]}

40000000hتتضمن بعض برامج إدارة الأجهزة الافتراضية المعروفة بإرجاع سلسلة معرف برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية في ورقة البيانات ما يلي :

يتم إرجاع أعلى قيمة لمعامل الاستدعاء في EAX.

تقوم EBX/ECX/EDX بإرجاع سلسلة معرف الشركة المصنعة (نفس EAX=0) على معالجات AMD ولكن ليس على معالجات Intel.

يُعيد هذا الأمر علامات الميزات الموسعة في ملفي EDX وECX. وفي معالجات AMD، يُعيد أيضًا توقيع وحدة المعالجة المركزية في ملف EAX، ومعرّف العلامة التجارية في ملف EBX.

بالنسبة لمعظم معالجات AMD، تكون التوقيعة المُعادة في EAX هي نفسها التوقيعة المُعادة في EAX للمعالج الطرفي EAX=1. (باستثناء عائلتي معالجات AMD K6 و AMD K7 ، حيث يختلف جزء "العائلة" من التوقيعة بين المعالج الطرفي 1والمعالج الطرفي 80000001: 1تُعيد المعالج الطرفي التوقيعة 5لـ K6 و 6K7، بينما 80000001تُعيد المعالج الطرفي التوقيعة 6لـ K6 و 7K7.) ^{[ 172 ]}

العديد من البتات في EDX(البتات من 0 إلى 9، ومن 12 إلى 17، و23، و24) هي نسخ مكررة من البتات EDXالموجودة في EAX=1الجزء الخلفي - هذه البتات مُظللة باللون الأصفر الفاتح. (توجد هذه البتات المكررة في معالجات AMD، ولكنها غير موجودة في معالجات Intel).

ميزات AMD في EDX و ECX هي كما يلي: ^{[ 173 ] [ 174 ]}