Long Mode

Der Long Mode ist ein CPU-Modus neuerer CPUs, in dem erstmals 64-Bit-Allzweckregister zur Verfügung stehen. Wie auch beim Protected Mode starten Prozessoren, die diesen Modus unterstützen, aus Kompatibilitätsgründen zunächst im Real Mode mit deaktiviertem A20-Gate.

Eigenschaften

• Address-/Registerbreite beträgt 64 Bit
• Viele neue Register (z.B. R8-R15, CR8-CR15, ...)
• ...

Wie überprüfe ich, ob die CPU den Long Mode unterstützt?

CPUs, die den Long Mode unterstützen, setzen bei einem Aufruf der CPUID Funktion 0x80000001 das Long-Mode-Capable-Bit (Bit 29) im EDX-Register auf 1. Sicherheitshalber sollte man auch noch überprüfen, Physical Address Extensions unterstützt werden.

<asm> mov eax, 0x80000001 cpuid  ; CPUID Funktion 0x8000_0001 aufrufen and edx, 0x20000000  ; LM-Bit isolieren test edx, edx  ; Wenn EDX jetzt 0 ist, war das LM-Bit nicht gesetzt jz long_unsupported  ; Long Mode nicht unterstützt!

mov eax, 0x00000001 cpuid  ; CPUID Funktion 0x0000_0001 aufrufen and edx, 0x00000040  ; PAE-Bit isolieren test edx, edx  ; Wenn EDX jetzt 0 ist, war das PAE-Bit nicht gesetzt jz long_unsupported  ; Long Mode nicht unterstützt! jmp long_supported  ; Long Mode unterstützt! </asm>

Wie schalte ich den Long Mode um?

Um in den Long Mode umschalten zu können, muss erst einmal der Protected Mode aktiviert werden (Es geht auch anders). Eine weitere Voraussetzung ist, dass das Physical Address Extension-Bit (Bit 5) im CR4 Register gesetzt und Paging aktiviert ist. Jetzt kann der Long Mode mit dem Setzen des LME-Bits (Bit 8) im MSR 0xC00000080 aktiviert werden. Im eigentlichen Long Mode befindet man sich aber erst, wenn man in ein 64-Bit-Code-Segment wechselt, das im Vergleich zu den 32-Bit-Code-Segmenten in seinem Descriptor das L-Bit (Bit 21) im 2. DWord gesetzt hat.

Links

• http://www.osdev.org/wiki/X86-64
• http://www.sandpile.org/aa64/index.htm