多核CPU、不同类型的CPU和操作系统

Question

操作系统应该支持CPU架构，而不是特定的CPU，例如，如果某个公司有三种类型的CPU都基于x86架构，一种是单核处理器，另一种是双核处理器，最后一种是五核，操作系统不是基于CPU类型的，而是基于架构的，那么内核如何知道它运行的CPU是否支持多核处理，或者它有多少核。

还有例如定时器中断，英特尔的i386处理器家族的一些版本使用PIT，而其他版本使用APIC定时器，以生成周期性的定时中断，操作系统如何识别如果它想要例如配置它...(特别是关于定时器，我知道它们通常是由BIOS设置的，但定时中断的ISR处理程序也应该识别它正在运行的定时器机制，以便在处理某些中断时禁用/启用/修改它)

是否有CPU驱动程序与操作系统相关，而不是与BIOS相关?另外，如果有人能向我推荐一个地方，我可以获得更多关于多核处理是如何由内核在“代码”方面触发/实现的知识，那就太好了

Answer 1

操作系统内核几乎总是有一个称为HAL的抽象层，它在内核的其余部分可以轻松使用的硬件之上提供了一个接口。这个HAL也是architecture-dependent，而不是model-dependent.。CPU架构必须定义一些调用方法，允许HAL知道哪些特性存在于正在执行的处理器中，哪些特性不存在。

在IA32/64体系结构上，是一条称为CPUID的指令。你可以在这里问另一个问题：

CPUID从一开始就存在吗？

不，CPUID在最早的CPU中并不存在。事实上，随着i386处理器的发展，它的出现要晚得多。根据英特尔手册卷2A，EFLAGS寄存器中的第21位表示支持CPUID指令。

PUSHFD

使用PUSHFD指令，您可以复制堆栈上的EFLAGS寄存器的内容，并检查是否设置了第21位。

如果CPUID只是一条指令，如何返回信息？

CPUID指令返回EAX、EBX、ECX和EDX寄存器中的处理器标识和功能信息。其输出取决于执行前输入EAX和ECX寄存器的值。

可以放入EAX寄存器的每个值(对CPUID有效)称为CPUID叶。有些叶子有副叶，.i.e。它们依赖于ECX寄存器中的子叶值。

如何在操作系统内核级检测到多核支持？

有一种称为ACPI (高级配置和电源接口)的标准，它定义了一组ACPI表。其中包括APIC或多个描述符表。此表包含有关本地APIC、I/O APIC、中断重定向等信息的条目。正如您应该知道的，每个本地APIC只与一个逻辑处理器相关联。

使用该表，内核可以获得系统中存在的每个本地APIC的APIC-ID (仅限于CPU正常工作的那些本地APIC)。APIC id本身被划分为拓扑id(逐位)，其偏移量是使用CPUID获取的。这使得操作系统知道每个CPU的位置--它的域、芯片、核心和超线程id。