DOS下和WINDOWS下用CPUID讀CPU信息

liwu_111

于 2008-04-09 12:10:00 發(fā)布

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文章標簽：?windows?dos?vc++?c

版權(quán)

一 ：WINDOWS下，用VC++來編譯。

???????? 格式：?? unsigned long DBase;
char cA[13];
char cB[49];
_asm
? {
??? xor eax, eax
??? cpuid
??? mov DBase????? ,eax
??? mov dword ptr cA??? ,ebx
??? mov dword ptr cA+4? ,edx?
??? mov dword ptr cA+8? ,ecx?

??? mov eax, 0x80000002
??? cpuid
??? mov dword ptr cB??? , eax
??? mov dword ptr cB + 4? , ebx
??? mov dword ptr cB + 8? , ecx
??? mov dword ptr cB + 12? ,edx

??? mov eax, 0x80000003
??? cpuid
??? mov dword ptr cB + 16? , eax
??? mov dword ptr cB + 20? , ebx
??? mov dword ptr cB + 24? , ecx
??? mov dword ptr cB + 28? , edx

??? mov eax, 0x80000004
??? cpuid
??? mov dword ptr cB + 32? , eax
??? mov dword ptr cB + 36? , ebx
??? mov dword ptr cB + 40? , ecx
??? mov dword ptr cB + 44? , edx
? }

二：DOS下，需要用DJGPP來編譯（支持32位）。

????????? 格式：

#define CPUID(op,a,b,c,d)? /
__asm__ __volatile__("cpuid":"=a"(a),"=b"(b),"=c"(c),"=d"(d):"a"(op))

?

?MSN:???twinliwu@hotmail.com??[TurboC++] 如何在DOS下的16位C++編譯器中使用CPUID指令獲取CPU信息

　　有時我們需要編寫DOS實模式下的CPU信息診斷程序，但是TurboC++等很多16位C++編譯器不支持CPUID指令和32位匯編。于是本文介紹了一種辦法，靠內(nèi)嵌機器碼實現(xiàn)了獲取CPUID信息。

一、CPUID指令簡介

　　CPUID指令是intel IA32架構(gòu)下獲得CPU信息的匯編指令，可以得到CPU類型，型號，廠商信息，商標信息，序列號，緩存等一系列CPU相關(guān)的東西。

　　CPUID指令一般使用使用eax作為輸入?yún)?shù)（某些時候會用到ecx），eax、ebx、ecx、edx作為輸出參數(shù)。例如這樣的匯編代碼——

mov ? ?eax, 1cpuid...

?

　　以上代碼以1為輸入?yún)?shù)，執(zhí)行cpuid后，eax、ebx、ecx、edx的值都被返回值填充。針對不同的輸入?yún)?shù)eax的值，輸出參數(shù)的意義都不相同。具體含義可參考Intel和AMD的手冊——
《Intel? 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 2 (2A, 2B & 2C): Instruction Set Reference, A-Z》. May 2012.?http://developer.intel.com/content/www/us/en/processors/processor-identification-cpuid-instruction-note.html
《Intel? Processor Identification and the CPUID Instruction》. April 2012.?http://developer.intel.com/content/www/us/en/processors/processor-identification-cpuid-instruction-note.html
《AMD CPUID Specification》. September 2010.?http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/25481.pdf

二、將CPUID封轉(zhuǎn)為函數(shù)

　　用匯編語言來做軟件開發(fā)的成本很高，所以一般使用C++等高級語言來做軟件開發(fā)，于是我們希望能將CPUID指令封裝為函數(shù)。
　　但現(xiàn)在遇到一個難題——雖然TurboC++等16位C++編譯器支持asm語句來實現(xiàn)內(nèi)嵌匯編，但它只支持16位匯編，不支持CPUID指令和32位匯編。該怎么辦呢？

　　幸好TurboC++支持在asm語句插入機器碼。比如我們可以將CPUID指令的機器碼插入到asm語句中——

? ?_asm{ ? ? ? ?... ? ? ? ?db 0x0f; db 0xa2; ? ?// cpuid ? ? ? ?... ? ?}

?

　　“0f a2”是CPUID指令的機器碼，在Intel手冊上可以查到——

　　現(xiàn)在我們又遇到一個難題——CPUID指令使用了eax、ebx、ecx、edx這幾個32位寄存器，但TurboC++中的內(nèi)嵌匯編只支持16位匯編，既只能訪問ax、bc、cx、dx。
　　這時，可以使用66h前綴來調(diào)整操作數(shù)的大?。?6H prefix - Operand Size Override）。給一條16位指令加上66H前綴時，它的操作數(shù)——既寄存器寬度變?yōu)榱?2位。比如原16位指令用的是ax，加上66H前綴時變?yōu)閑ax。注意此時的內(nèi)存尋址方式仍是16位的，僅是操作數(shù)變?yōu)?2位，例如——

? ?_asm{ ? ? ? ?db 0x66; mov ax, [di]; ? ?// mov eax, DWORD PTR [di] ? ?}

注：在16位代碼中要想使用32位尋址，得使用67H前綴來調(diào)整地址大小（67H prefix - Address Size Override）。本文沒有用到，讀者可自行學習。

　　利用上述知識，我們可以構(gòu)造CPUID函數(shù)了——

// 獲得CPU信息(加強版)//// pdwout4: 返回eax, ebx, ecx, edx這四個寄存器的值。// id: 功能ID。既CPUID指令的eax參數(shù)。// subid: 子功能ID。既CPUID指令的ecx參數(shù)。void getcpuidex(DWORD* pdwout4, DWORD id, DWORD subid) { ? ?if (NULL==pdwout4) ? ?return; ? ?pdwout4[0] = id; ? ?// eax ? ?pdwout4[2] = subid; ? ?// ecx ? ?_asm{ ? ? ? ?// load. 讀取參數(shù)到寄存器 ? ? ? ?mov di, pdwout4; ? ?// 準備用di尋址pdwout4 ? ? ? ?db 0x66; mov cx, [di+8]; ? ?// mov ecx, DWORD PTR [di+8] ? ? ? ?db 0x66; mov ax, [di]; ? ?// mov eax, DWORD PTR [di] ? ? ? ?db 0x66; xor dx, dx; ? ?// xor edx, edx ? ? ? ?db 0x66; xor bx, bx; ? ?// xor ebx, ebx ? ? ? ?// CPUID ? ? ? ?db 0x0f; db 0xa2; ? ?// cpuid ? ? ? ?// save. 將寄存器保存到pdwout4 ? ? ? ?db 0x66; mov [di], ax; ? ?// mov DWORD PTR [di], eax ? ? ? ?db 0x66; mov [di+4], bx; ? ?// mov DWORD PTR [di+4], ebx ? ? ? ?db 0x66; mov [di+8], cx; ? ?// mov DWORD PTR [di+8], ecx ? ? ? ?db 0x66; mov [di+12], dx; ? ?// mov DWORD PTR [di+12], edx ? ?} }

?

　　注解——
1. 因為CPUID的返回值會占滿eax、ebx、ecx、edx這四個通用寄存器，所以利用di寄存器來尋址。
2. 為了減少寄存器占用，將輸入?yún)?shù)id、subid寫入pdwout4，然后再在匯編代碼中通過di寄存器尋址來加載參數(shù)。
3. 雖然對于CPUID指令來說，不需要“xor edx, edx”等指令將edx、dbx清零。但考慮某些16位編譯器對內(nèi)嵌匯編的支持性不夠好，手工寫上dx、bx后能讓編譯器知道該內(nèi)嵌匯編代碼用到這2個寄存器，不會將這2個寄存器挪作他用。

　　上面我們采用了內(nèi)嵌機器碼的形式實現(xiàn)了getcpuidex函數(shù)。但手工編寫機器碼是很容易出錯的，怎樣才能驗證機器碼是正確的呢？這時可以先將程序編譯為exe，然后利用反匯編器來解析機器碼。例如我用IDA Pro打開編譯后的exe，因為現(xiàn)在程序很短小，能很快的找到調(diào)用cpuid指令的地方——

　　反匯編的結(jié)果與我們預想的相同，驗證通過。

三、常用的CPUID功能

3.1 取得CPU廠商（Vendor）

　　把eax = 0作為輸入?yún)?shù)，可以得到CPU的廠商信息。
　　cpuid指令執(zhí)行以后，會返回一個12字符的廠商信息，前四個字符的ASC碼按低位到高位放在ebx，中間四個放在edx，最后四個字符放在ecx。比如說，對于intel的cpu，會返回一個“GenuineIntel”的字符串，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)

　　代碼為——

// 取得CPU廠商（Vendor）//// result: 成功時返回字符串的長度（一般為12）。失敗時返回0。// pvendor: 接收廠商信息的字符串緩沖區(qū)。至少為13字節(jié)。int cpu_getvendor(char* pvendor) { ? ?DWORD dwBuf[4]; ? ?if (NULL==pvendor) ? ?return 0; ? ?// Function 0: Vendor-ID and Largest Standard Function ? ?getcpuid(dwBuf, 0); ? ?// save. 保存到pvendor ? ?*(DWORD*)&pvendor[0] = dwBuf[1]; ? ?// ebx: 前四個字符 ? ?*(DWORD*)&pvendor[4] = dwBuf[3]; ? ?// edx: 中間四個字符 ? ?*(DWORD*)&pvendor[8] = dwBuf[2]; ? ?// ecx: 最后四個字符 ? ?pvendor[12] = '\0'; ? ?return 12; }

?

3.2 取得CPU商標（Brand）

　　在我的電腦上點擊右鍵，選擇屬性，可以在窗口的下面看到一條CPU的信息，這就是CPU的商標字符串。CPU的商標字符串也是通過cpuid得到的。由于商標的字符串很長(48個字符)，所以不能在一次cpuid指令執(zhí)行時全部得到，所以intel把它分成了3個操作，eax的輸入?yún)?shù)分別是0x80000002,0x80000003,0x80000004，每次返回的16個字符，按照從低位到高位的順序依次放在eax, ebx, ecx, edx。
　　為了穩(wěn)妥，最好事先調(diào)用0x80000000號功能檢查一下擴展功能號的范圍。

　　代碼為——

// 取得CPU商標（Brand）//// result: 成功時返回字符串的長度（一般為48）。失敗時返回0。// pbrand: 接收商標信息的字符串緩沖區(qū)。至少為49字節(jié)。int cpu_getbrand(char* pbrand) { ? ?DWORD dwBuf[4]; ? ?if (NULL==pbrand) ? ?return 0; ? ?// Function 0x80000000: Largest Extended Function Number ? ?getcpuid(dwBuf, 0x80000000UL); ? ?if (dwBuf[0] < 0x80000004UL) ? ?return 0; ? ?// Function 80000002h,80000003h,80000004h: Processor Brand String ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[0], 0x80000002UL); ? ?// 前16個字符 ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[16], 0x80000003UL); ? ?// 中間16個字符 ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[32], 0x80000004UL); ? ?// 最后16個字符 ? ?pbrand[48] = '\0'; ? ?return 48; }

?

四、全部代碼

　　全部代碼——

#include <stdio.h>typedef unsigned long DWORD;char szBuf[64]; DWORD dwBuf[4];// 獲得CPU信息(加強版)//// pdwout4: 返回eax, ebx, ecx, edx這四個寄存器的值。// id: 功能ID。既CPUID指令的eax參數(shù)。// subid: 子功能ID。既CPUID指令的ecx參數(shù)。void getcpuidex(DWORD* pdwout4, DWORD id, DWORD subid) { ? ?if (NULL==pdwout4) ? ?return; ? ?pdwout4[0] = id; ? ?// eax ? ?pdwout4[2] = subid; ? ?// ecx ? ?_asm{ ? ? ? ?// load. 讀取參數(shù)到寄存器 ? ? ? ?mov di, pdwout4; ? ?// 準備用di尋址pdwout4 ? ? ? ?db 0x66; mov cx, [di+8]; ? ?// mov ecx, DWORD PTR [di+8] ? ? ? ?db 0x66; mov ax, [di]; ? ?// mov eax, DWORD PTR [di] ? ? ? ?db 0x66; xor dx, dx; ? ?// xor edx, edx ? ? ? ?db 0x66; xor bx, bx; ? ?// xor ebx, ebx ? ? ? ?// CPUID ? ? ? ?db 0x0f; db 0xa2; ? ?// cpuid ? ? ? ?// save. 將寄存器保存到pdwout4 ? ? ? ?db 0x66; mov [di], ax; ? ?// mov DWORD PTR [di], eax ? ? ? ?db 0x66; mov [di+4], bx; ? ?// mov DWORD PTR [di+4], ebx ? ? ? ?db 0x66; mov [di+8], cx; ? ?// mov DWORD PTR [di+8], ecx ? ? ? ?db 0x66; mov [di+12], dx; ? ?// mov DWORD PTR [di+12], edx ? ?} }// 獲得CPU信息void getcpuid(DWORD* pdwout4, DWORD id) { ? ?getcpuidex(pdwout4, id, 0); }// 取得CPU廠商（Vendor）//// result: 成功時返回字符串的長度（一般為12）。失敗時返回0。// pvendor: 接收廠商信息的字符串緩沖區(qū)。至少為13字節(jié)。int cpu_getvendor(char* pvendor) { ? ?DWORD dwBuf[4]; ? ?if (NULL==pvendor) ? ?return 0; ? ?// Function 0: Vendor-ID and Largest Standard Function ? ?getcpuid(dwBuf, 0); ? ?// save. 保存到pvendor ? ?*(DWORD*)&pvendor[0] = dwBuf[1]; ? ?// ebx: 前四個字符 ? ?*(DWORD*)&pvendor[4] = dwBuf[3]; ? ?// edx: 中間四個字符 ? ?*(DWORD*)&pvendor[8] = dwBuf[2]; ? ?// ecx: 最后四個字符 ? ?pvendor[12] = '\0'; ? ?return 12; }// 取得CPU商標（Brand）//// result: 成功時返回字符串的長度（一般為48）。失敗時返回0。// pbrand: 接收商標信息的字符串緩沖區(qū)。至少為49字節(jié)。int cpu_getbrand(char* pbrand) { ? ?DWORD dwBuf[4]; ? ?if (NULL==pbrand) ? ?return 0; ? ?// Function 0x80000000: Largest Extended Function Number ? ?getcpuid(dwBuf, 0x80000000UL); ? ?if (dwBuf[0] < 0x80000004UL) ? ?return 0; ? ?// Function 80000002h,80000003h,80000004h: Processor Brand String ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[0], 0x80000002UL); ? ?// 前16個字符 ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[16], 0x80000003UL); ? ?// 中間16個字符 ? ?getcpuid((DWORD*)&pbrand[32], 0x80000004UL); ? ?// 最后16個字符 ? ?pbrand[48] = '\0'; ? ?return 48; }int main(void) { ? ?//getcpuidex(dwBuf, 0,0); ? ?//printf("%.8lX\t%.8lX\t%.8lX\t%.8lX\n", dwBuf[0],dwBuf[1],dwBuf[2],dwBuf[3]); ? ?cpu_getvendor(szBuf); ? ?printf("CPU Vendor:\t%s\n", szBuf); ? ?cpu_getbrand(szBuf); ? ?printf("CPU Name:\t%s\n", szBuf); ? ?return 0; }

?

五、編譯和運行

　　在Turbo C++ 3.0和Borland C++ 3.1中編譯通過。將編譯后的exe放在C盤根目錄。然后重啟電腦進入DOS實模式，運行成功——

　　在Windows的命令提示符中也運行成功——

?

參考文獻——
《Intel? 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual Volume 2 (2A, 2B & 2C): Instruction Set Reference, A-Z》. May 2012.?http://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/64-ia-32-architectures-software-developer-instruction-set-reference-manual-325383.html
《Intel? Processor Identification and the CPUID Instruction》. April 2012.?http://developer.intel.com/content/www/us/en/processors/processor-identification-cpuid-instruction-note.html
《AMD CPUID Specification》. September 2010.?http://support.amd.com/us/Embedded_TechDocs/25481.pdf
《DOS下使用32位寄存器及CPUID》。senvei著。http://hi.baidu.com/senvei/blog/item/4820c11b4ad4e09b6438db64.html
《x86/x64 指令編碼內(nèi)幕（適用于 AMD/Intel）》中的“2. 深入了解 prefix”。mik著。http://www.mouseos.com/x64/doc3.html
《在C++中使用cpuid指令獲得CPU信息》。閑人（freeman）著。http://freeman.cnblogs.com/archive/2005/08/30/226128.html
http://en.wikipedia.org/wiki/CPUID
http://baike.baidu.com/view/1829765.htm

?

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作者：zyl910

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標簽:?Cpp?,?x86?,?Asm?,?CPUID?,?dos?,?16bit?,?32bit

PC獲取硬件標識（Windows篇）

Lmagic

設(shè)計

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參考：設(shè)備唯一標識方法（Unique Identifier）：如何在Windows系統(tǒng)上獲取設(shè)備的唯一標識

（1）網(wǎng)卡MAC地址

在Windows系統(tǒng)中通過命令行運行“systeminfo"。

（2）CPU ID

在Windows系統(tǒng)中通過命令行運行“wmic cpu get processorid”就可以查看CPU ID。

目前CPU ID也無法唯一標識設(shè)備，Intel現(xiàn)在可能同一批次的CPU ID都一樣，不再提供唯一的ID。而且經(jīng)過實際測試，新購買的同一批次PC的CPU ID很可能一樣。這樣作為設(shè)備的唯一標識就會存在問題。

（3）硬盤序列號

在Windows系統(tǒng)中通過命令行運行“wmic diskdrive get serialnumber”可以查看。

硬盤序列號作為設(shè)備唯一ID存在的問題是，很多機器可能存在多塊硬盤，特別是服務(wù)器，而且機器更換硬盤是很可能發(fā)生的事情，更換硬盤后設(shè)備ID也必須隨之改變，不然也會影響授權(quán)等應用。因此，很多授權(quán)軟件沒有考慮使用硬盤序列號。而且，不一定所有的電腦都能獲取到硬盤序列號。

（4）主板smBIOS UUID

在Windows系統(tǒng)中通過命令行運行“wmic csproduct get UUID”可以查看。

主板UUID是很多授權(quán)方法和微軟官方都比較推崇的方法，即便重裝系統(tǒng)UUID應該也不會變（筆者沒有實測重裝，不過在一臺機器上安裝雙系統(tǒng)，獲取的主板UUID是一樣的，雙系統(tǒng)一個windows一個Linux，Linux下用“dmidecode -s system-uuid”命令可以獲取UUID）。

但是這個方法也有缺陷，因為不是所有的廠商都提供一個UUID，當這種情況發(fā)生時，wmic會返回“FFFFFFFF-FFFF-FFFF-FFFF-FFFFFFFFFFFF”，即一個無效的UUID。

補充：

UUID就是Universal Unique IDentifier的縮寫，它是一個128位，16字節(jié)的值，并確保在時間和空間上唯一。

它是把硬件地址、時間以及隨機數(shù)結(jié)合在一起，來確保其唯一性的。

一般情況下，生成算法用計算機網(wǎng)卡的地址和一個60位的timestamp生成，時間是以100ns為時間間隔。

例如，一臺300PL 6862的計算機，主板集成的網(wǎng)卡的MAC地址為00-04-AC-2E-B7-DC，而UUID的最后六個字節(jié)也會是0004AC2EB7DC