В архітектурі x86-64, long mode - це режим в якому 64-бітна операційна система може використовувати 64-бітні інструкції та регістри. 64-бітні програми працюють в підрежимі що називається 64-бітним, а 32-бітні програми і 16-бітні програми захищеного режиму виконуються в підрежимі що називається режим сумісності. Програми або [en] не можуть нативно виконуватись у long mode.
Огляд
Процесор x86-64 працює ідентично процесору IA-32 коли працює в реальному або захищеному режимі, які є підтримуваними підрежимами для випадків коли процесор не є в режимі long mode.
Біт в розширених атрибутах CPUID інформує програми в реальному або захищеному режимах що процесор може перемкнутись в long mode, що дозволяє програмам виявляти процесор x86-64. Цей біт аналогічний біту атрибутів CPUID який процесори Intel IA-64 використовують щоб дозволити програмам виявляти чи вони запущені в емуляції IA-32. Коли комп'ютер вмикається, процесор запускається в реальному режимі і починає завантажуватись. Якщо комп'ютер має традиційний BIOS, 64-бітна операційна система перевіряє наявність і перемикає процесор в Long mode після чого запускає нові потоки ядра які виконують 64-бітний код. Якщо комп'ютер має UEFI, він перемикається в long mode майже одразу після завантаження, і ще до передачі контролю операційній системі.
Обмеження пам'яті
Хоча розміри регістрів збільшуються до 64 біт, порівняно з попередньою архітектурою x86, адреси пам'яті поки ще не збільшуються до 64. Наразі не є практичним виготовляти комп'ютери з розміром пам'яті що потребує всі 64 біти для адресації. Тому, [en], теги кешу, модулі керування пам'яттю та буфери асоціативної трансляції можуть бути спрощеними без втрат пам'яті доступної до використання. Незважаючи на ці обмеження, програми пишуться з використанням повних 64-бітних вказівників, і таким чином будуть здатними використовувати все більші адресні простори, коли такі будуть підтримуватися майбутніми процесорами та операційними системами.
Поточні обмеження
Першими процесорами з підтримкою архітектури x86-64 були AMD Athlon 64 / Opteron (K8). Максимально допустима віртуальна адреса у них обмежувалася 48 бітами:129–130, а фізична — 40 бітами.:4 Віртуальний адресний простір цих процесорів розділено на два регіони, розрядністю 47 біт кожен: один починається з адреси 0 і зростає «угору», інший — з адреси 0xFFFFFFFFFFFFFFFF і простягається «вниз». Спроба адресації за межами цих регіонів призводить до [en].
Обмеження на максимальну можливу адресу фізичної пам'яті можуть відігравати значну роль у великих комп'ютерних системах. Зокрема, у багатопроцесорних архітектурах ccNUMA процесор може безпосередньо адресувати (і кешувати) оперативну пам'ять не лише «свого» вузла, а й інших вузлів. Обмеження у 1 TB (40-біт) може здатися несуттєвим для настільних персональних комп'ютерів, але може стати перепоною у побудові великих суперкомп'ютерних систем. Як наслідок, у наступній реалізації 64-розрядних процесорів AMD, а саме у мікроархітектурі K10 (або «10h»), розрядність фізично-адресованої пам'яті підвищено що 48 біт (256 терабайт).:30
Даний підхід дозволяє здійснити розширення максимального об'єму адресованої пам'яті (як фізичної, так і віртуальної) без впровадження несумісностей у вже наявному 64-розрядному програмному забезпеченні. Технологія 5-рівневих таблиць сторінок розширює простір віртуальних адрес з 48 до 57 біт, шляхом запровадження ще одного, п'ятого рівня таблиць трансляції адрес — таким чином можна адресувати вже 128 петабайт пам'яті. У майбутньому при потребі цей ліміт можна підняти до повних 264 байт (16 ексабайт).
Див також.
Джерела
- (PDF) (англ.). 2016. Архів оригіналу (PDF) за 13 липня 2018. Процитовано 9 квітня 2015.
- (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 9 серпня 2017. Процитовано 9 квітня 2015.
Physical address space increased to 48 bits.
- (PDF). software.intel.com. Intel. May 2017. Архів оригіналу (PDF) за 5 грудня 2018. Процитовано 17 червня 2017.
Посилання
- Zeichick, Alan (3 грудня 2003). . Developer. AMD. Архів оригіналу за Feb 14, 2012.
A guide to the new features of long mode
- Chourdakis, Michael (21 травня 2015). . Code Project. Архів оригіналу за 25 серпня 2019. Процитовано 25 серпня 2019.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
V arhitekturi x86 64 long mode ce rezhim v yakomu 64 bitna operacijna sistema mozhe vikoristovuvati 64 bitni instrukciyi ta registri 64 bitni programi pracyuyut v pidrezhimi sho nazivayetsya 64 bitnim a 32 bitni programi i 16 bitni programi zahishenogo rezhimu vikonuyutsya v pidrezhimi sho nazivayetsya rezhim sumisnosti Programi abo en ne mozhut nativno vikonuvatis u long mode OglyadProcesor x86 64 pracyuye identichno procesoru IA 32 koli pracyuye v realnomu abo zahishenomu rezhimi yaki ye pidtrimuvanimi pidrezhimami dlya vipadkiv koli procesor ne ye v rezhimi long mode Bit v rozshirenih atributah CPUID informuye programi v realnomu abo zahishenomu rezhimah sho procesor mozhe peremknutis v long mode sho dozvolyaye programam viyavlyati procesor x86 64 Cej bit analogichnij bitu atributiv CPUID yakij procesori Intel IA 64 vikoristovuyut shob dozvoliti programam viyavlyati chi voni zapusheni v emulyaciyi IA 32 Koli komp yuter vmikayetsya procesor zapuskayetsya v realnomu rezhimi i pochinaye zavantazhuvatis Yaksho komp yuter maye tradicijnij BIOS 64 bitna operacijna sistema pereviryaye nayavnist i peremikaye procesor v Long mode pislya chogo zapuskaye novi potoki yadra yaki vikonuyut 64 bitnij kod Yaksho komp yuter maye UEFI vin peremikayetsya v long mode majzhe odrazu pislya zavantazhennya i she do peredachi kontrolyu operacijnij sistemi Obmezhennya pam yatiHocha rozmiri registriv zbilshuyutsya do 64 bit porivnyano z poperednoyu arhitekturoyu x86 adresi pam yati poki she ne zbilshuyutsya do 64 Narazi ne ye praktichnim vigotovlyati komp yuteri z rozmirom pam yati sho potrebuye vsi 64 biti dlya adresaciyi Tomu en tegi keshu moduli keruvannya pam yattyu ta buferi asociativnoyi translyaciyi mozhut buti sproshenimi bez vtrat pam yati dostupnoyi do vikoristannya Nezvazhayuchi na ci obmezhennya programi pishutsya z vikoristannyam povnih 64 bitnih vkazivnikiv i takim chinom budut zdatnimi vikoristovuvati vse bilshi adresni prostori koli taki budut pidtrimuvatisya majbutnimi procesorami ta operacijnimi sistemami Potochni obmezhennya Pershimi procesorami z pidtrimkoyu arhitekturi x86 64 buli AMD Athlon 64 Opteron K8 Maksimalno dopustima virtualna adresa u nih obmezhuvalasya 48 bitami 129 130 a fizichna 40 bitami 4 Virtualnij adresnij prostir cih procesoriv rozdileno na dva regioni rozryadnistyu 47 bit kozhen odin pochinayetsya z adresi 0 i zrostaye ugoru inshij z adresi 0xFFFFFFFFFFFFFFFF i prostyagayetsya vniz Sproba adresaciyi za mezhami cih regioniv prizvodit do en Obmezhennya na maksimalnu mozhlivu adresu fizichnoyi pam yati mozhut vidigravati znachnu rol u velikih komp yuternih sistemah Zokrema u bagatoprocesornih arhitekturah ccNUMA procesor mozhe bezposeredno adresuvati i keshuvati operativnu pam yat ne lishe svogo vuzla a j inshih vuzliv Obmezhennya u 1 TB 40 bit mozhe zdatisya nesuttyevim dlya nastilnih personalnih komp yuteriv ale mozhe stati pereponoyu u pobudovi velikih superkomp yuternih sistem Yak naslidok u nastupnij realizaciyi 64 rozryadnih procesoriv AMD a same u mikroarhitekturi K10 abo 10h rozryadnist fizichno adresovanoyi pam yati pidvisheno sho 48 bit 256 terabajt 30 Danij pidhid dozvolyaye zdijsniti rozshirennya maksimalnogo ob yemu adresovanoyi pam yati yak fizichnoyi tak i virtualnoyi bez vprovadzhennya nesumisnostej u vzhe nayavnomu 64 rozryadnomu programnomu zabezpechenni Tehnologiya 5 rivnevih tablic storinok rozshiryuye prostir virtualnih adres z 48 do 57 bit shlyahom zaprovadzhennya she odnogo p yatogo rivnya tablic translyaciyi adres takim chinom mozhna adresuvati vzhe 128 petabajt pam yati U majbutnomu pri potrebi cej limit mozhna pidnyati do povnih 264 bajt 16 eksabajt Div takozh x86 64Dzherela PDF angl 2016 Arhiv originalu PDF za 13 lipnya 2018 Procitovano 9 kvitnya 2015 PDF Arhiv originalu PDF za 9 serpnya 2017 Procitovano 9 kvitnya 2015 Physical address space increased to 48 bits PDF software intel com Intel May 2017 Arhiv originalu PDF za 5 grudnya 2018 Procitovano 17 chervnya 2017 PosilannyaZeichick Alan 3 grudnya 2003 Developer AMD Arhiv originalu za Feb 14 2012 A guide to the new features of long mode Chourdakis Michael 21 travnya 2015 Code Project Arhiv originalu za 25 serpnya 2019 Procitovano 25 serpnya 2019