Un grupo de entusiastas logró extraer y desensamblar el microcódigo de un procesador Intel 80386, considerado una "caja negra" por la falta de documentación. Mediante inteligencia artificial, se recreó una imagen binaria del microcódigo a partir de fotografías de alta resolución del chip, y se descifró la lógica utilizando el cableado interno. La estructura de las microoperaciones, los campos, el orden de ejecución y los marcadores de fin de instrucción se determinaron gradualmente. Los resultados del proyecto están publicados en GitHub como dominio público.
Se descubrió que en la CPU 80386, cada instrucción se ejecuta completamente a través de microcódigo, mientras que en el 8086 y los procesadores modernos, algunas instrucciones se procesan directamente. Además, a diferencia de los procesadores 8086, el microcódigo en el 80386 no implementa algoritmos directamente, sino que principalmente configura aceleradores de hardware (multiplicador, divisor, desplazador rápido, PTU (Unidad de Prueba de Protección)).
El estudio también reveló un posible problema de seguridad en el manejo del mapa de bits de permisos de E/S: al acceder a puertos de 4 bytes, solo se verificaban los bits de permiso para los primeros 3 bytes, y no se verificaba el acceso al cuarto byte, lo que teóricamente permitía el acceso a registros de hardware que no deberían ser accesibles.
Basándose en el microcódigo publicado, se desarrolló una CPU z386 de código abierto, implementada en SystemVerilog y ejecutada en una FPGA. En lugar de implementar cada instrucción como una capa de transferencia de registros (RTL) independiente, la z386 implementa estructuras de hardware controladas por el microcódigo original. El rendimiento de la implementación resultante es comparable al de un PC 386 rápido (~70 MHz). La z386 ejecutó con éxito DOS 6/7, DOS/4GW, DOS/32A y juegos como Doom y Cannon Fodder.
Fuente: opennet.ru
