读取CPU核心温度

将多年前的一个小驱动搬到~

CPU温度简述

最近在搞一个读取CPU温度的驱动，网上翻了好多资料，可发现全是copy的，原稿也就两三篇，可经实践发现其中不乏错误与片面，让人着实走弯路，燃起了我要总结一番的欲望。

这个驱动搞了一个多星期，总算可以运行了，测试了几台Intel和AMD的机器也都测试通过，测试对比用的是CPUID HWMonitor和Core Temp。

Intel和AMD的CPU中都有温度传感器（DTS），每个核心都有一个，温度就是由此获取来的，多核cpu可以使用 SetProcessAffinityMask API 来指定执行的CPU。

首先是利用CPUID来区分是Intel型号还是AMD型号，利用汇编和函数都可实现，考虑到64位系统不支持嵌入汇编，所以还是直接利用API函数就行。

CPUID其实就是对eax执行cpuid指令，返回信息储存在eax,ebx,ecx,edx中，令eax=0，可将CPU厂商信息返回在ebx,ecx,edx中，

　　　　int CPUInfo[4];

　　　　__cpuid(CPUInfo,0);

Intel信息字符串为GenuineIntel，AMD为AuthenticAMD，只判断前4个字符就可以，只需与CPUInfo[1]（ebx）比较就可得出型号。

Intel

接下来说如何获取温度，先从简单的说起，Intel实现起来比较简单：

先以eax=0 执行 cpuid 检测 eax 支持的最大命令数，如果小于6就肯定不支持DTS。然后以eax=6 执行 cpuid, 然后测试 eax 第一位是否为1，如果为1表示CPU支持DTS。

读取DTS：以 ecx=0x1A2 执行 rdmsr 指令, 测试 eax 的第30位是否为 1, 如果为 1 表示温度计算的初始值为 85 度否则表示从100度开始计算,这个值称为 Tjunction.

eax=__readmsr(0x01A2)

然后以 ecx=0x19c 执行 rdmsr 指令, eax 的 16-23 位为表示当前DTS 值,当前温度要以下面公式计算.
当前cpu温度 = Tjunction - DTS

注意 signature 为 0x6f1， 0x6f0的 CPU DTS 值直接代表当前温度而不用Tjunction 相减. 而 signature 小于等于 0x6f4 的 Tjunction 一直为100。

AMD

AMD就比较恶心了，研究了挺长时间：

AMD温度存储在NB寄存器中，这是一个热传感寄存器。AMD的CPU分为K8和K10，K8的温度存储在这个寄存器的23-14位，K10的在31-21位。

要访问这个状态寄存器，需要对PCI进行读写。
先介绍俩个PCI用到的寄存器，CF8h和CFCh
CF8h：存放配置空间的地址（CONFIG-ADDRESS）
CFCh：保存配置空间的读写数据（CONFIG-DATA）
这两个空间对应于PCI桥路的两个寄存器，当桥路看到CPU在局部总线对这两个 I/O空间进行双字操作时，就将该I/O操作转变为PCI总线的配置操作。

温度读取:
如果是K8的话，可以忽略低俩位，读取23-16就可以了，当然也可以读23-14，然后\4或者>>2；
如果是K10的话，那就读取31-21

如何判断K8，K10:

__cpuid(CPUInfo,1); //cpuid执行1，取出eax
t=CPUInfo[0];

family=((t>>20)&0xFF) + ((t>>8)&0xF);
model=((t>>12)&0xF0) + ((t>>4)&0xF);
stepping=t&0xF;

如果Family ==0xf 而除了
               (((model == 4) && (stepping == 0)) ||
                    ((model == 5) && (stepping <= 1)))
则为K8
如果Family > 0xf，一般是G。那就是K10

温度的计算公式:

K8 Temp = Value - 49'.   49这个值需要修正的：if (model >= 0x69 && model != 0xc1 && model != 0x6c 
&& model != 0x7c)  temp=Value-49+21;
K10 Temp = Value / 8'.

所以知道 bus number， device number， function number， register number后，可以这么来构造配置空间地址寄存器:
IOADDR = 0x80000000+bus*0x10000 +(device*8)*0x100 + uFunction&0x07 + register number&~3；
为什么需要0x80000000呢，因为
当CPU发出对I/O空间CFCh的操作时，PCI桥路将检查配置空间地址寄存器CF8h的31位。如果为1，就在PCI总线上产生一个相应的配置空间读或写操作，0x80000000就是使配置空间地址寄存器为1。
经过上面的讨论后，可以写成

#define DeviceSlot（uDevice, uFunction） ((((uDevice)&0x1f)<<3)|((uFunction)&0x07))
#define GetDevice(uBus,uSlot,uAddress) (0x80000000L |((uBus&0xff)<<16)|(uSlot<<8)|(uAddress&~3));

这样知道 uBus， uDevice， uFunction， uAddress后就可以通过IO指令来读写了。

对于K8， uAddress为0xE4，对于K10 uAddress为0xA4

怎样获取uBus， uDevice， uFunction:
从上面知道GetDevice需要 uBus， uDevice， uFunction的。
可以扫描PCI总线来获取，对于AMD K8来说，设备ID为0x1103，对于K10来说，设备ID为0x1203。二者的uFunction都为3.
通过扫描PCI总线，匹配设备ID来获取。

BOOL get_bus_dev( int devieid,int *BUS, int *DEV ) //遍历PCI得到bus和dev
{

ULONG bus;
ULONG dev;
ULONG func=3; //K8 K10 fun为3
unsigned long Size;
PCI_COMMON_CONFIG PciConfig;
PCI_SLOT_NUMBER SlotNumber;

for(bus = 0; bus <= 255; ++bus) 
{
for(dev = 0; dev <= 31; ++dev) 
{
SlotNumber.u.AsULONG = 0;
SlotNumber.u.bits.DeviceNumber = dev;
SlotNumber.u.bits.FunctionNumber = func;
RtlZeroMemory(&PciConfig, sizeof(PCI_COMMON_CONFIG));

Size = HalGetBusData(PCIConfiguration,
bus,
SlotNumber.u.AsULONG,
&PciConfig,
PCI_COMMON_HDR_LENGTH); //API函数

if (Size==PCI_COMMON_HDR_LENGTH)
{
if ( devieid==PciConfig.DeviceID )
{
*BUS=bus;
*DEV=dev;
DbgPrint("BUS:%d \n",bus);
DbgPrint("DEV:%d \n",dev);
return TRUE;
}   
}   
}
}

return FALSE;
}

然后进行IO读写就可以获取温度了,K8:

static once =1;

if (once)
{
int bus,dev,slot;
if ( !get_bus_dev(0x1103,&bus,&dev) )
{
DbgPrint("获取BUS、DEV失败! \n");
return;
}

slot=DeviceSlot(dev,0x3);  //上面定义的宏
IO_ADDRE=GetDevice(bus,slot,0xE4);  //上面定义的宏

once=0;
}

_outpd(0xCF8,IO_ADDRE);//端口读写
CPUTemp=_inpd(0xCFC);//端口读写


CPUTemp=(CPUTemp>>16)&0xFF;
CPUTemp=CPUTemp - g_Offset;//g_Offset为49-21

DbgPrint("CPUTemp: %d \n",CPUTemp);

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