i386 마이크로코드가 역어셈블되어 오픈소스 z386 CPU가 만들어졌습니다.

열정적인 연구원들이 문서 부족으로 "블랙박스"로 여겨졌던 인텔 80386 프로세서의 마이크로코드를 성공적으로 추출하고 역어셈블했습니다. 고해상도 다이 사진을 이용해 인공지능(AI)으로 마이크로코드의 바이너리 이미지를 재구성하고, 다이 상 배선을 통해 로직을 해독했습니다. 마이크로 연산 구조, 필드, 실행 순서, 명령어 종료 표시 등을 점진적으로 파악했습니다. 이 프로젝트의 결과는 GitHub에 공개되어 있습니다.

80386 CPU에서는 모든 명령어가 마이크로코드를 통해 완전히 실행되는 반면, 8086 및 최신 프로세서에서는 일부 명령어가 직접 처리된다는 사실이 밝혀졌습니다. 또한, 8086 프로세서와 달리 80386의 마이크로코드는 알고리즘을 직접 구현하는 것이 아니라 주로 하드웨어 가속기(곱셈기, 나눗셈기, 고속 시프터, PTU(보호 테스트 장치))를 구성하는 역할을 합니다.

이 연구는 또한 IO 권한 비트맵 처리에서 잠재적인 보안 문제를 발견했습니다. 4바이트 포트에 접근할 때 처음 3바이트에 대한 권한 비트만 확인하고 4번째 바이트에 대한 접근은 확인하지 않아 이론적으로 접근이 허용되지 않아야 하는 하드웨어 레지스터에 접근할 수 있게 된다는 것입니다.

공개된 마이크로코드를 기반으로 시스템베릴로그(SystemVerilog)로 구현되어 FPGA에서 실행되는 오픈소스 z386 CPU가 개발되었습니다. 각 명령어를 별도의 RTL(레지스터 전송 계층)로 구현하는 대신, z386은 원래 마이크로코드에 의해 제어되는 하드웨어 구조를 구현합니다. 결과적으로 구현된 CPU의 성능은 빠른 386 PC(약 70MHz)와 유사합니다. z386은 DOS 6/7, DOS/4GW, DOS/32A 운영 체제와 둠(Doom), 캐논 포더(Cannon Fodder)와 같은 게임을 성공적으로 실행했습니다.

출처 : opennet.ru