x86-64：规范地址和实际可用范围

Question

英特尔和AMD文档说，对于64位模式，实际上只有48位可用于虚拟地址，并且从48到63的位必须复制第47位（符号扩展）。据我所知，目前所有的CPU都是以这种方式实现的，但从理论上讲，没有任何事情可以扩展以后的实现中的可用空间（这不会破坏二进制兼容性）。

有没有一种标准的方法来以编程方式确定有意义的位数？（即某些特定的CPUID，就像物理地址一样）。

我知道实际上48位对于任何合理的应用程序和OS来说已经绰绰有余；我的问题是理论上的。

Answer 1

是的，CPUID.80000008H:EAX[7:0]如果支持，您可以使用。

算法如下：

1. 检查最大扩展é的价值cpuid有CPUID.80000000h.EAX。
2. 如果E > = 80000008h，则使用 CPUID.80000008H:EAX[7:0]物理地址位数。
   CPUID.80000008H:EAX[15:8]线性地址位数。
3. 如果不是CPUID.1:EDX.PAE（位6），则CPU具有36个物理地址位和32个线性地址位。
4. 否则，CPU具有32个物理和逻辑地址位。

英特尔的符号CPUID.X:R B表示

• Xeax之前要输入的值cpuid。
• R感兴趣的输出寄存器。
• B格式为[upper：lower]的位域，或格式为.bitname的命名位。

AMD将虚拟：物理地址的最大限制设置为63:52。
尽管物理地址空间的大小可以不同，但​​是当前的实现通常是48:40。

可以使用NASM编译的示例代码

BITS 64

GLOBAL max_phy_addr
GLOBAL max_lin_addr


SECTION .text


max_phy_addr:
 push rbx


 mov eax, 80000000h
 cpuid

 cmp eax, 80000008h
 jae .fromCpuid

 mov eax, 1
 cpuid

 mov eax, 32
 shr edx, 4
 and edx, 4

 add eax, edx

 pop rbx
 ret

.fromCpuid:

 mov eax, 80000008h
 cpuid

 movzx eax, al

 pop rbx
 ret


max_lin_addr:
 push rbx

 mov eax, 80000000h
 cpuid

 cmp eax, 80000008h
 jae .fromCpuid

 mov eax, 1
 cpuid

 mov eax, 32

 pop rbx
 ret

.fromCpuid:

 mov eax, 80000008h
 cpuid

 movzx eax, ah

 pop rbx
 ret

并与C程序（例如

#include <stdio.h>

long max_phy_addr();
long max_lin_addr();

int main()
{
   printf("Phy: %llu\nLin: %llu\n", max_phy_addr(), max_lin_addr());
   return 0;
}

我刚刚发现我的Haswell是48:39！