Ентусиасти декомпилираха микрокода i386 и създадоха отворен CPU z386

Ентусиастите успяха успешно извлечен и дизассемблиран микрокод на процесора Intel 80386, който поради липсата на документация беше считан за "черна кутия". Бинарният образ на микрокода беше възстановен с помощта на AI, базирайки се на снимки на кристала с висока разделителна способност, а логиката на работата беше разгледана чрез трасировка на свързванията на кристала. Постепенно бяха определени структурата на микрокомандите (μ-ops), полетата, реда на изпълнение и маркерите за край на инструкциите. Напредъкът на проекта. бяха публикувани са публикувани в GitHub като обществено достояние.

Установено е, че в CPU 80386 всяка инструкция се изпълнява напълно чрез микрокод, докато в 8086 и съвременните процесори част от инструкциите се обработват директно. Освен това, за разлика от процесорите 8086, микрокодът в 80386 не реализира алгоритми директно, а основно конфигурира хардуерни ускорители (умножител, делител, бърз сдвиг, PTU (Protection Test Unit)).

В хода на изследването беше открита възможна уязвимост при обработването на битовата карта за права на достъп до вход/изход (IO permission bitmap): при 4-байтово обращение към портовете, битовете за права на достъп се проверяваха само за първите 3 байта, а достъпът до 4-ия байт не се проверяваше, което теоретично допускаше обращение до хардуерни регистри, достъпът до които трябваше да бъде забранен.

На база публикувания микрокод е разработен открит CPU z386, реализиран на езика SystemVerilog и работещ с помощта на FPGA. Вместо да реализира всяка инструкция под формата на отделен RTL (wikipedia.org) (Register-transfer level), в z386 са реализирани хардуерни структури, които се управляват от оригиналния микрокод. Производителността на подготвената реализация отговаря на бърз 386 ПК (~70MHz). Под управлението на z386 успяха успешно да стартират DOS 6/7, DOS/4GW, DOS/32A и игри като Doom и Cannon Fodder.

Източник: linux.org.ru