x86-64和远方呼叫/跳转

Question

快速摘要：在x86-64模式下，远跳是否与在x86-32模式下一样慢？

在x86处理器上，跳转分为三种类型：

• 简短，PC偏移为+/- 127字节（2字节指令）
• 附近，具有+/- 32k的偏移量，可“滚动”当前段（3字节指令）
• 可以跳到任何地方（5字节指令）

短跳转和近跳转需要1-2个时钟周期，而远跳转则需要50-80个时钟周期，具体取决于处理器。根据我对文档的阅读，这是因为它们“不在当前代码段CS之外”。

在x86-64模式下，不使用代码段-该段实际上始终为0..infinity。嗯，走出一段路段不应该受到惩罚。

因此，产生了一个问题：如果处理器处于x86-64模式，时钟周期数是否会发生远跳变化？

相关的附加问题：大多数在32位保护模式下运行的类似于* nix的操作系统将段大小显式设置为0..infinity，并完全通过页表管理线性->物理转换。他们是否从远距离调用的时间（更少的时钟周期）中受益，还是从8086以来，惩罚实际上是大小段寄存器的内部CPU传统？

Answer 1

CS不仅用于基础和限制，还用于权限。CPL 以及其他字段都在那里编码：

• D 位 - 32 位或 16 位默认段大小
• L 位 - 选择段的兼容性或 64 位模式（在这种情况下，基数和限制很重要）

远跳转也可以通过任务门，远调用也可以通过调用门。无论 64 位模式如何，所有这些都必须处理。

综上所述，64 位模式下的远跳转并不比 32 位模式下快。事实上，考虑到启用 64 位模式时，段描述符是禁用 64 位模式时的两倍，所有描述符表访问都会加倍，这可能会延长跳转时间。