intel cpu三种工作模式

Intel系列处理器的三种工作模式

2009年12月15日 星期二 13:44

微机中常用的Intel系列微处理器的主要发展过程是：8080，8086/8088，80186， 80286，80386，80486，Pentium，Pentium II，Pentium III，Pentium 4。 8086/8088是一个重要的阶段，8086和8088是略有区别的两个功能相同的CPU。8088被IBM用在了它所生产的第台微机上，该微机的结构事实上成为以后微机的基本结构。 80386是第二个重要的型号，随着微机应用及性能的发展，在微机上构造可靠的多任务操作系统的问题日益突出。人们希望（或许是一种潜在的希望，一旦被挖掘出来，便形成了一个最基本的需求）自己的PC机能够稳定地同时运行多个程序，同时处理多项工作；或将PC机用作主机服务器，运行UNIX那样的多用户系统。 8086/8088不具备实现一个完善的多任务操作系统的功能。为此Intel开发了80286，80286具备了对多任务系统的支持。但对8086/8088的兼容却做得不好。这妨碍了用户对原8086机上的程序的使用。IBM最早基于80286开发了多任务系统OS/2，结果犯了一个战略错误。 随后Intel又开发了80386微处理器，这是一个划时代的产品。它可以在3个模式下工作： （l）实模式：工作方式相当于一个8086。 （2）保护模式：提供支持多任务环境的工作方式，建立保护机制（这与VAX等小型机类似）。 （3）虚拟8086模式：可从保护模式切换至其中的一种8086工作方式。这种方式的提供使用户可以方便地在保护模式下运行一个或多个原8086程序。 以后的各代微处理器都提供了上述3种工作模式。 你也许会说："喂，先生，你说的太抽象了，这3种模式我如何感知？" 其实一的这3 种模式只要用过PC机的人都经历过。任何一台使用Intel系列CPU的PC机只要一开机，CPU就工作在实模式下。如果你的机器装的是DOS，那么在DOS加载后CPU仍以实模式工作。如果你的机器装的是Windows，那么Windows加载后，将由Windows将CPU切换到保护模式下工作，因为Windows是多任务系统，它必须在保护模式下运行。如果你在Windows中运行一个DOS下的程序，那么Windows将CPU切换到虚拟8086模式下运行该程序。或者是这样，你点击开始菜单在程序项中进入MS�DOS方式，这时，Windows也将CPU切换到虚拟8086模式下运行。 可以从保护模式直接进入能运行原8086程序的虚拟8086模式是很有意义的，这为用户提供了一种机制，可以在现有的多任务系统中方便地运行原8086系统中的程序。这一点，在Windows中我们都可以体会到，你在Windows中想运行一个原DOS中的程序，只用鼠标点击一下它的图标即可。80286CPU的缺陷在于，它只提供了实模式和保护模式，但没有提供虚拟8086模式。这使基于80286构造的多任务系统，不能方便地运行原8086系统中的程序。如果运行原8086系统中的程序，需要重新启动计算机，使CPU工作在实模式下才行。这意味着什么？意味着将给用户造成很大的不方便。假设你使用的是基于80286构造的Windows系统，就会发生这样的情况：你正在用Word写篇论文，其中用到了一些从前的数据，你必须运行原DOS下的DBASE系统来看一下这些数据。这时你只能停下现有的工作，重新启动计算机，进入实模式工作。你看完了数据，继续写论文，可过了－会儿，你发现又有些数据需要参考，于是你又得停下现有的工作，重新启动计算机… … 幸运的是，我们用的Windows是基于80386的，我们可以以这样轻松的方式工作，开两个窗口，一个是工作于保护模式的Word，一个是工作于虚拟8086模式的DBASE，我们可以方便地在两个窗口中切换，只要用鼠标点一下就行。 前面讲过，我们在8086PC机的基础上学习汇编语言。但现在知道，我们实际的编程环境是当前CPU的实模式。当然，有些程序也可以在虚拟8086模式下运行。 如果你仔细阅读了上面的内容，或已具备相关的知识，你会发现，从80386到当前的CPU，提供8086实模式的目的是为了兼容。现今CPU的真正有效力的工作模式是支持多任务操作系统的保护模式。这也许会引发你的一个疑问："为什么我们不在保护模式下学习汇编语言？" 类似的问题很多，我们都希望学习更新的东西，但学习的过程是客观的。任何合理的学习过程（尽可能排除走弯路、盲目探索、不成系统）都是一个循序渐进的过程。我们必须先通过一个易于全面把握的事物，来学习和探索一般的规律和方法。信息技术是一个发展非常快、日新月异的技术，新的东西不断出现，使人在学习的时候往往无所适从。在你的身边不断有这样的故事出现：COOL先生用了三天（或更短）的时间就学会了某某语言，并开始用它编软件。在这个故事的感召下，一个初学者也去尝试，但完全是另外一种结果。COOL先生的快速学习只是露出水面的冰山一角，深藏水下的是他的较为系统的相关基础知识和相关的技术。在开始的时候学习保护模式下的编程，是不现实的，保护模式下所涉及的东西对初学者来说太复杂。你必须知道很多知识后，才能开始编写第一个小程序。相比之下8086就合适得多。

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cpuid 详解

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讲讲CPUID及其相关知识 1. 首先介绍一下什么是CPUID CPUID指令是IntelIA32架构下获得CPU信息的汇编指令,可以得到CPU类型,型号,制造商信息,商标信息,序列号,缓存等一系列CPU相关的东西. 2. 怎样使用CPUID指令 2.1 怎样查看自己的CPU是否运行在缺陷状态.(代码如下,2.2---2.6代码类似) 对硬件熟悉的朋友应该知道Debug32这个软件.将其拷到启动盘中.然后在启动盘的引导下进入DOS并运行Debug32. 输入-a回车然后输入代码: MOV EAX,1 //使用EAX作为输入参数 CPUID // 读CPUID,让CPU查看微码的版本,并把微码版本送到MSR 8b中. INT 3 //设置编译断点 输入最后一条指令后回车,再输入-g ,回车,系统自动编译.然后输入-r32,回车,系统将显示出各寄存器的内容.完整的代码如下: MOV ECX,008Bh XOR EAX,EAX XOR EDX,EDX WRMSR // 向MSR 8bH写0,清除MSR中的信息 MOV EAX,01H CPUID MOV ECX,008BH RDMSR //读出当前CPU微码版本 执行上面代码后,用r32+回车查看,如果EDX值为0,则表示CPU微码没有加载,你的CPU运行在缺陷的状态,如果不为0,则显示的是当前的微码版本号. 大家都知道,世界上任何事情都不是十全十美的,哪怕是世界顶尖公司Intel设计制造出来的CPU,它也是不可能完全没有任何缺陷,因此当他的CPU发生缺陷的时候, Intel会编写一个对应的程序来解决这个Bug,这个程序就叫做微码(Microcode),实际上它就是一个补丁(Patch).然后由各个制造电脑的厂商将这个微码包在系统BIOS代码中,从而达到解决CPU某些缺陷的目的. 注:简单介绍一下什么是MSR? MSR英文全称是Model Specific Registers,是CPU中的一些特殊寄存器,CPU的很多重要的参数都保存在这些寄存器中.如System Bus Clock, FSB等等. 2.2 怎样获得CPU的制造商信息(Vender ID String). 把EAX=0作为输入参数,将可以得到CPU的制造商信息. CPUID指令执行以后，会返回一个12字符的制造商信息，前四个字符的ASC码按低位到高位放在EBX，中间四个放在EDX，最后四个字符放在ECX。比如说，对于Intel的CPU，会返回一个"GenuineIntel"的字符串，返回值的存储格式为 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) 2.3 怎样获得CPU商标信息(Brand String) 在我的电脑上点击右键，选择属性，可以在窗口的下面看到一条CPU的信息，这就是CPU的商标字符串。CPU的商标字符串也是通过CPUID得到的。由于商标的字符串很长(48个字符)，所以不能在一次CPUID指令执行时全部得到，所以Intel把它分成了3个操作，EAX的输入参数分别是0x80000002,0x80000003,0x80000004，每次返回的16个字符，按照从低位到高位的顺序依次放在EAX, EBX, ECX, EDX。因此，可以用循环的方式，每次执行完以后保存结果，然后执行下一次CPUID。(具体每一个Bit代表什么,要到Intel相关网站上查看) 2.4 怎样检测CPU的特性(CPU Feature) CPU的特性可以通过CPUID获得，参数是EAX = 1，返回值放在EDX和ECX，通过验证EDX或者ECX的某一个bit，可以获得CPU的一个特性是否被支持。比如说，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Speedstep。(具体每一个Bit代表什么,要到Intel相关网站上查看) 2.5 怎样获得CPU的缓存(Cache) 缓存，就是CACHE，已经成为判断CPU性能的一项大指标。缓存信息包括：第几级缓存(level)，缓存大小(size)，通道数(way)，吞吐量(line size)。因此可以使用一个结构体来存储缓存信息。 缓存信息可以通过EAX= 2的CPUID来得到（得到的不光有cache信息，还有其他的一些信息），返回值在EAX(高24位), EBX, ECX和EDX，总共15个BYTE的信息，每个BYTE的值不同，代表的意义也不同. (具体每一个Bit代表什么,要到Intel相关网站上查看) 2.6 怎样获得CPU的序列号 序列号无处不在,CPU的序列号用一个96bit的串表示，格式是连续的6个WORD值：XXXX-XXXX-XXXX-XXX-XXXX-XXXX。WORD是16个bit长的数据.获得序列号需要两个步骤，首先用EAX = 1做参数，返回的EAX中存储序列号的高两个WORD。用EAX= 3做参数，返回ECX和EDX按从低位到高位的顺序存储前4个WORD。(具体每一个Bit代表什么,要到Intel相关网站上查看) 3. 怎样修改MSR中的值 当你有了相关经验后,也可以查看并修改MSR中某些Bit的值以达到你想要的目的.不过一般的人不要轻易去修改你的CPU中寄存器的信息.一旦失误,后果可能不堪设想.我只把怎样去修改MSR寄存器的代码写在下面(注:只能修改属性为可写的寄存器,有些只读寄存器是不能修改的) MOV ECX, Index // Index为某个MSR寄存器的地址 XOR EDX, EDX //EDX清0 MOV EAX,DATA1 //DATA1为你要修改写入的值的高16位 MOV EDX,DATA2 //DATA2为你要修改写入的值的低16位 WRMSR

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软盘启动原理

软盘原理及制作软盘启动盘 收藏
我们现在用的软盘基本上是3.5寸软盘，软盘存储密度低，且只有一个盘片，软盘容量的计算公式为：2(磁头) × 80(磁道) × 18(扇区) × 512 bytes(扇区的大小) = 2880 x 512 bytes = 1440 KB = 1.44MB

 软盘并没有MBR，由于容量小也没有分区，整个软盘就是一个大的逻辑分区，从软盘启动电脑时，是从软盘的第0面，第0磁道的第0扇区开始的，每次读取一个扇区。如果这个扇区的最后两个字节是0xaa55，这里就叫做启动扇区，所以只要在这个扇区填入必要的指令，并在最后两个自己填入0xaa55，这个软盘就是启动盘了。（当然这是基于扇区大小是512字节，如果扇区大小变了，显然0xaa55已经不是最后两个字节了
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汇编语言org指令怎么用??

伪指令org用来规定目标程序存放单元的偏移量。比如，如果在源程序的第一条指令前用了如下指令：
org 200h
那么，汇编程序会把指令指针的ip的值设成200h,即目标程序的第一个字节放在200h处，后面的 内容则顺序存放，除非遇上另一个org 语句


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汇编 ORG 指令存放地址会不会有冲突?

汇编 ORG 指令是指定存放地址，会不会发生：
指定的地址已有数据，产生冲突?

 

这个要从单片机的内存开始讲起了：首先单片机分为两大存储器，即内部存储器，以及外部（指单片机外接）存储器。对于初学者来说外部存储器完全可以先忽略（因为内部存储器的存储容量完全够用了）。
其次内部存储器又分为内部程序存储器和内部数据存储器。
下面切入正题，一般使用ORG指令如ORG 00H;表示下面的程序是放在从内部程序存储器的00H这个地址开始的。而在程序中写的如SETB 00H;表示将内部数据存储器的00H这个地址的值给置1，这两个00H没有冲突。另一种情况：当你的ORG 00H这个指令下面写了几行程序时，而又在下面写个ORG 0001H这个指令，这种情况就是你说的指定的地址已有数据了，试想当那个地方已有数据而你又命令再放一次数据在那个地址，那么到底单片机会接收哪个数据呢？所以就有冲出发生了。

 

会的。ORG 指令可以重复使用，但其指定的地址空间不能重复，否则，冲突。

不可以占用先前的确定的地址。（这里包括初始化后的中断入口地址

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