实模式下检测x86架构保护模式与长模式支持的方法咨询

一、检测保护模式支持 #

• 80286及后续处理器均支持保护模式，实模式下可通过操作CR0寄存器验证：
  1. 读取当前CR0值并备份
  2. 将CR0的PE位（第0位）置1后写回
  3. 再次读取CR0，若PE位保持为1，说明支持保护模式
  4. 恢复原CR0值
• 对于8086/8088这类老处理器，由于没有CR0寄存器，执行mov cr0, ax会触发非法指令异常，可通过捕获该异常判断不支持保护模式。

二、检测长模式支持 #

长模式是x86-64架构的特性，实模式下分两种场景处理：

场景1：处理器支持CPUID指令（Pentium及以后型号） #

实模式下可正常调用CPUID，步骤如下：

• 先验证CPUID可用性：尝试修改EFLAGS寄存器的ID位（第21位），若能成功修改，说明支持CPUID
• 执行cpuid指令，传入EAX=0x80000000，若返回的EAX值≥0x80000001，说明支持扩展功能查询
• 再次执行cpuid，传入EAX=0x80000001，检查EDX寄存器的第29位（LM位）是否为1，若是则支持长模式

场景2：处理器不支持CPUID（8086/80286/80386/早期80486） #

这类处理器本身不支持长模式，可通过以下特征识别：

• 8086/8088：无CR0寄存器，操作CR0会触发异常
• 80286：CR0仅支持PE位，无PG位（第31位），且不支持CPUID
• 80386/早期80486：支持保护模式但无长模式支持，且扩展CPUID功能号小于0x80000001

内容的提问来源于stack exchange，提问作者some random