CPUID

m_ecx m_edx 把eax

CPU ID 指用戶計算機當今的信息處理器的信息。 信息包括型號，信息處理器家庭，高速快取尺寸，鐘速度和製造廠codename 等。 通過查詢可以知道一些信息：電晶體數，針腳類型，尺寸等。
1. 什麼是cpuid指令
CPUID指令是intel IA32架構下獲得CPU信息的彙編指令，可以得到CPU類型，型號，製造商信息，商標信息，序列號，快取等一系列CPU相關的東西。
2. cpuid指令的使用
cpuid使用eax作為輸入參數，eax，ebx，ecx，edx作為輸出參數，舉個例子:
__asm
{
mov eax, 1
cpuid
...
}
以上代碼以1為輸入參數，執行cpuid後，所有暫存器的值都被返回值填充。針對不同的輸入參數eax的值，輸出參數的意義都不相同。
為了更好的在C++中使用cpuid指令，可以使用類對指令進行封裝，在類中定義一個專門的函式負責cpuid的執行，他需要一個輸入參數。還需要定義四個成員變數存儲cpuid執行以後返回來的值。由於這四個暫存器都是32位長的，可以使用unsinged long 類型變數存儲。
typedef unsigned long DWORD
class CPUID
{
public:
...
private:
void Executecpuid(DWORD eax); // 用來實現cpuid
DWORD m_eax; // 存儲返回的eax
DWORD m_ebx; // 存儲返回的ebx
DWORD m_ecx; // 存儲返回的ecx
DWORD m_edx; // 存儲返回的edx
...
}
void CPUID::Executecpuid(DWORD veax)
{
// 因為嵌入式的彙編代碼不能識別 類成員變數
// 所以定義四個臨時變數作為過渡
DWORD deax;
DWORD debx;
DWORD decx;
DWORD dedx;
__asm
{
mov eax, veax ;將輸入參數移入eax
cpuid ;執行cpuid
mov deax, eax ;以下四行代碼把暫存器中的變數存入臨時變數
mov debx, ebx
mov decx, ecx
mov dedx, edx
}
m_eax = deax; // 把臨時變數中的內容放入類成員變數
m_ebx = debx;
m_ecx = decx;
m_edx = dedx;
}
這樣就可以通過直接調用Executecupid()函式的方式來執行cpuid指令了，返回值存在類成員變數m_eax, m_ebx, m_ecx和m_edx中。
3. 獲得CPU的製造商信息(Vender ID String)
把eax = 0作為輸入參數，可以得到CPU的製造商信息。
cpuid指令執行以後，會返回一個12字元的製造商信息，前四個字元的ASC碼按低位到高位放在ebx，中間四個放在edx，最後四個字元放在ecx。比如說，對於intel的cpu，會返回一個“GenuineIntel”的字元串，返回值的存儲格式為:
31 23 15 07 00
EBX| u (75)| n (6E)| e (65)| G (47)
EDX| I (49)| e (65)| n (6E)| i (69)
ECX| l (6C)| e (65)| t (74)| n (6E)
因此可以這樣實現他：
string CPUID::GetVID()
{
char cVID[13]; // 字元串，用來存儲製造商信息
memset(cVID, 0, 13); // 把數組清0
Executecpuid(0); // 執行cpuid指令，使用輸入參數 eax = 0
memcpy(cVID, &m_ebx, 4); // 複製前四個字元到數組
memcpy(cVID+4, &m_edx, 4); // 複製中間四個字元到數組
memcpy(cVID+8, &m_ecx, 4); // 複製最後四個字元到數組
return string(cVID); // 以string的形式返回
}
4. 獲得CPU商標信息(Brand String)
在我的電腦上點擊右鍵，選擇屬性，可以在視窗的下面看到一條CPU的信息，這就是CPU的商標字元串。CPU的商標字元串也是通過cpuid得到的。由於商標的字元串很長(48個字元)，所以不能在一次cpuid指令執行時全部得到，所以intel把它分成了3個操作，eax的輸入參數分別是0x80000002,0x80000003,0x80000004，每次返回的16個字元，按照從低位到高位的順序依次放在eax, ebx, ecx, edx。因此，可以用循環的方式，每次執行完以後保存結果，然後執行下一次cpuid。
string CPUID::GetBrand()
{
const DWORD BRANDID = 0x80000002; // 從0x80000002開始，到0x80000004結束
char cBrand[49]; // 用來存儲商標字元串，48個字元
memset(cBrand, 0, 49); // 初始化為0
for (DWORD i = 0; i < 3; i++) // 依次執行3個指令
{
Executecpuid(BRANDID + i);
memcpy(cBrand + i*16, &m_eax, 16); // 每次執行結束後，保存四個暫存器里的asc碼到數組
} // 由於在記憶體中，m_eax, m_ebx, m_ecx, m_edx是連續排列
// 所以可以直接以記憶體copy的方式進行保存
return string(cBrand); // 以string的形式返回
}
5. 檢測CPU特性(CPU feature)
我98年初買第一台電腦的時候，CPU能支持MMX就很了不起了。現在的intel CPU，台式機的好點的都支持Hyper-Threading了，移動的要支持Speed Sted。這些都是CPU的特性。CPU的特性可以通過cpuid獲得，參數是eax = 1，返回值放在edx和ecx，通過驗證edx或者ecx的某一個bit，可以獲得CPU的一個特性是否被支持。比如說，edx的bit 32代表是否支持MMX，edx的bit 28代表是否支持Hyper-Threading，ecx的bit 7代表是否支持speed sted。下面就是獲得CPU特性的例子：
bool CPUID::IsHyperThreading() // 判斷是否支持hyper-threading
{
Executecpuid(1); // 執行cpuid指令，使用輸入參數 eax = 1
return m_edx & (1 < <28); // 返回edx的bit 28
}
bool CPUID::IsEST() // 判斷是否支持speed step
{
Executecpuid(1); // 執行cpuid指令，使用輸入參數 eax = 1
return m_ecx & (1 < <7); // 返回ecx的bit 7
}
bool CPUID::IsMMX() // 判斷是否支持MMX
{
Executecpuid(1); // 執行cpuid指令，使用輸入參數 eax = 1
return m_edx & (1 < <23); // 返回edx的bit 23
}
CPU的特性還有很多，這只是平時我們聽到比較多的三個，更多的特性請參考intel的資料。
6. 獲得CPU的快取(cache)
快取，就是CACHE，已經成為判斷CPU性能的一項大指標。快取信息包括：第幾級快取(level)，快取大小(size)，通道數(way)，吞吐量(line size)。因此可以使用一個結構體來存儲快取信息。
struct CacheInfo
{
int level; // 第幾級快取
int size; // 快取大小，單位KB
int way; // 通道數
int linesize; // 吞吐量
CacheInfo() // 構造函式
{
level = 0;
size = 0;
way = 0;
linesize = 0;
}
CacheInfo(int clevel, int csize, int cway, int clinesize) // 構造函式
{
level = clevel;
size = csize;
way = cway;
linesize = clinesize;
}
};
快取信息可以通過eax = 2的cpuid來得到（得到的不光有cache信息，還有其他的一些信息），返回值在eax(高24位), ebx, ecx和edx，總共15個BYTE的信息，每個BYTE的值不同，代表的意義也不同，所以需要用一個哈希表存儲各種不同BYTE的定義，可以定義一個map類型的類成員存儲這些資料。我把資料上和快取有關的信息存儲如下：
m_cache[0x06] = CacheInfo(1, 8, 4, 32);
m_cache[0x08] = CacheInfo(1, 16, 4, 32);
m_cache[0x0a] = CacheInfo(1, 8, 2, 32);
m_cache[0x0c] = CacheInfo(1, 16, 4, 32);
m_cache[0x2c] = CacheInfo(1, 32, 8, 64);
m_cache[0x30] = CacheInfo(1, 32, 8, 64);
m_cache[0x60] = CacheInfo(1, 16, 8, 64);
m_cache[0x66] = CacheInfo(1, 8, 4, 64);
m_cache[0x67] = CacheInfo(1, 16, 4, 64);
m_cache[0x68] = CacheInfo(1, 32, 4, 64);
m_cache[0x39] = CacheInfo(2, 128, 4, 64);
m_cache[0x3b] = CacheInfo(2, 128, 2, 64);
m_cache[0x3c] = CacheInfo(2, 256, 4, 64);
m_cache[0x41] = CacheInfo(2, 128, 4, 32);
m_cache[0x42] = CacheInfo(2, 256, 4, 32);
m_cache[0x43] = CacheInfo(2, 512, 4, 32);
m_cache[0x44] = CacheInfo(2, 1024, 4, 32);
m_cache[0x45] = CacheInfo(2, 2048, 4, 32);
m_cache[0x79] = CacheInfo(2, 128, 8, 64);
m_cache[0x7a] = CacheInfo(2, 256, 8, 64);
m_cache[0x7b] = CacheInfo(2, 512, 8, 64);
m_cache[0x7c] = CacheInfo(2, 1024, 8, 64);
m_cache[0x82] = CacheInfo(2, 256, 8, 32);
m_cache[0x83] = CacheInfo(2, 512, 8, 32);
m_cache[0x84] = CacheInfo(2, 1024, 8, 32);
m_cache[0x85] = CacheInfo(2, 2048, 8, 32);
m_cache[0x86] = CacheInfo(2, 512, 4, 64);
m_cache[0x87] = CacheInfo(2, 1024, 8, 64);
m_cache[0x22] = CacheInfo(3, 512, 4, 64);
m_cache[0x23] = CacheInfo(3, 1024, 8, 64);
m_cache[0x25] = CacheInfo(3, 2048, 8, 64);
m_cache[0x29] = CacheInfo(3, 4096, 8, 64);
m_cache是類成員，定義如下：
map m_cache; // Cache information table
在得到返回值以後，只需要遍歷每一個BYTE的值，找到在m_cache中存在的元素，就可以得到cache信息了。代碼如下：
typedef unsigned char BYTE;
DWORD CPUID::GetCacheInfo(CacheInfo& L1, CacheInfo& L2, CacheInfo& L3)
{
BYTE cValues[16]; // 存儲返回的16個byte值
DWORD result = 0; // 記錄發現的快取數量
Executecpuid(2); // 執行cpuid，參數為eax = 2
memcpy(cValues, &m_eax, 16); // 把m_eax, m_ebx, m_ecx和m_edx存儲到cValue
for (int i = 1; i < 16; i++) // 開始遍歷，注意eax的第一個byte沒有意義，需要跳過
{
if (m_cache.find(cValues[i]) != m_cache.end()) // 從表中查找此信息是否代表快取
{
switch (m_cache[cValues[i]].level) // 對號入座，保存快取信息
{
case 1: // L1 cache
L1 = m_cache[cValues[i]];
break;
case 2: // L2 cache
L2 = m_cache[cValues[i]];
break;
case 3: // L3 cache
L3 = m_cache[cValues[i]];
break;
default:
break;
}
result++;
}
}
return result;
}
7. 獲得CPU的序列號
序列號無處不在！！CPU的序列號用一個96bit的串表示，格式是連續的6個WORD值：XXXX-XXXX-XXXX-XXX-XXXX-XXXX。WORD是16個bit長的數據，可以用unsigned short模擬：
typedef unsigned short WORD;
獲得序列號需要兩個步驟，首先用eax = 1做參數，返回的eax中存儲序列號的高兩個WORD。用eax = 3做參數，返回ecx和edx按從低位到高位的順序存儲前4個WORD。實現如下：
bool CPUID::GetSerialNumber(SerialNumber& serial)
{
Executecpuid(1); // 執行cpuid，參數為 eax = 1
bool isSupport = m_edx & (1<<18); // edx是否為1代表CPU是否存在序列號
if (false == isSupport) // 不支持，返回false
{
return false;
}
memcpy(&serial.nibble[4], &m_eax, 4); // eax為最高位的兩個WORD
Executecpuid(3); // 執行cpuid，參數為 eax = 3
memcpy(&serial.nibble[0], &m_ecx, 8); // ecx 和 edx為低位的4個WORD
return true;
}