Der '''Long Mode''' ist ein CPU-Modus neuerer CPUs, in dem erstmals [[Register#Allzweckregister_2|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, ...)
* ...

== Überprüfung der Unterstützung ==
CPUs, die den Long Mode unterstützen, setzen bei einem Aufruf der [[CPUID#Funktion_0x8000_0001|CPUID Funktion 0x80000001]] das [[CPUID#EDX_-_Erweiterte_Featureflags|Long-Mode-Capable-Bit (Bit 29)]] im EDX-Register auf 1. Sicherheitshalber sollte man auch noch überprüfen, [[Physical Address Extension|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>

== Aktivierung des Long Mode ==
Um in den Long Mode umschalten zu können, muss erst einmal der [[Protected Mode]] aktiviert werden ([[Long_Mode#Es_geht_auch_anders|Es geht auch anders]]). Eine weitere Voraussetzung ist, dass das '''[[Physical Address Extension]]'''-Bit (Bit 5) im [[Control_Register#CR4|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.

{{Achtung|Text=Das Paging funktioniert im Long Mode ein wenig anders als im Protected Mode.}}

Sobald man diesen Beispielcode um ein paar Pagingstrukturen erweitert, aktiviert er den Long Mode.

<asm>
mov eax, cr4            ; CR4 einlesen
or eax, 0x20            ; Physical Address Extension-Bit setzen
mov cr4, eax            ; CR4 beschreiben

; ~~~~~~~~~             ; Pagingstrukturen initialisieren

mov eax, PML4_ADDRESS   ; Die Adresse des Page Map Level 4 hier eintragen
mov cr3, eax

mov ecx, 0xC0000080     ; Wir brauchen Zugriff aus das MSR-Register 0xC0000080
rdmsr                   ; MSR-Register einlesen
or eax, 0x00000100	; Long Mode einschalten
wrmsr                   ; MSR-Register beschreiben

mov eax, cr0            ; CR0 einlesen
or eax, 0x80000000      ; Das Paging-Bit setzen
mov cr0, eax	        ; CR0 beschreiben, ab jetzt sind wir im Long Mode

db 0xEA                 ; Das ist ein far jmp, ich bekomms nit anders hin ><
dd kernel.longmode      ; Die neue Adresse für EIP/RIP
dw 0x30                 ; Das 64-Bit Code Segment

[bits 64]
kernel.longmode:	; Jetzt führen wir auch endlich 64-Bit Code aus
jmp $                   ; Endlosschleife xD
</asm>

== Es geht auch anders ==
{{Hinweiss|Text=Hier folgt in Kürze eine Beschreibung, wie man den Long Mode auch direkt vom Real Mode aus aktivieren kann.}}

==Links==
*http://www.osdev.org/wiki/X86-64
*http://www.sandpile.org/aa64/index.htm

[[Kategorie:x86-64]]