Enthousiasten zijn erin geslaagd de microcode van een Intel 80386-processor te extraheren en te demonteren. Deze processor werd vanwege een gebrek aan documentatie beschouwd als een "black box". Met behulp van AI werd een binaire afbeelding van de microcode gereconstrueerd op basis van hogeresolutiefoto's van de chip. De logica werd ontcijferd aan de hand van de bedrading op de chip zelf. De structuur van de micro-ops, de velden, de uitvoeringsvolgorde en de einde-van-instructies-markeringen werden stapsgewijs vastgesteld. De bevindingen van het project zijn als publiek domein gepubliceerd op GitHub.
Er werd ontdekt dat in de 80386 CPU elke instructie volledig via microcode wordt uitgevoerd, terwijl in de 8086 en moderne processors sommige instructies direct worden verwerkt. Bovendien implementeert de microcode in de 80386, in tegenstelling tot de 8086-processors, geen algoritmes direct, maar configureert deze voornamelijk hardwareversnellers (vermenigvuldiger, deler, snelle shifter, PTU (Protection Test Unit)).
De studie bracht ook een potentieel beveiligingsprobleem aan het licht bij de verwerking van de IO-toegangsbitmap: bij toegang tot 4-byte poorten werden alleen de toegangsbits voor de eerste 3 bytes gecontroleerd, en de toegang tot de 4e byte werd niet gecontroleerd. Dit maakte theoretisch toegang mogelijk tot hardwareregisters die niet toegankelijk zouden mogen zijn.
Op basis van gepubliceerde microcode is een open-source z386 CPU ontwikkeld, geïmplementeerd in SystemVerilog en draaiend op een FPGA. In plaats van elke instructie als een aparte RTL (Register-Transfer Layer) te implementeren, implementeert de z386 hardwarestructuren die worden aangestuurd door de originele microcode. De prestaties van de resulterende implementatie evenaren die van een snelle 386 pc (~70 MHz). De z386 draaide met succes DOS 6/7, DOS/4GW, DOS/32A en games zoals Doom en Cannon Fodder.
Bron: opennet.ru
