x86环境下内存边界多字节请求及越界访问会产生什么结果？

问题1：实模式下访问1MB末尾的2字节数据的行为 #

• 实模式本身没有内存访问越界的异常触发机制，该操作不会触发CPU异常
• 具体行为取决于A20地址线的启用状态：
  • 若A20地址线未开启（兼容8086的默认状态），20位以上地址位会被截断，访问0xFFFFF的2字节会返回0xFFFFF地址的1字节 + 0x00000地址的1字节（地址回绕）
  • 若A20地址线已开启，会正常读取0xFFFFF和0x100000两个物理地址的内容，不存在回绕

问题2：保护模式下分页开启/关闭时的对应行为 #

• 分页关闭的保护模式：
  • 首先检查访问地址是否落在当前操作段的段界限内，若超出段界限直接触发#GP（通用保护异常）
  • 若段权限、段界限校验通过，线性地址直接等于物理地址，后续行为和实模式开启A20的情况一致，不会额外触发CPU异常
• 分页开启的保护模式：
  • 同样先做段权限、段界限校验，不通过则触发#GP异常
  • 校验通过后会先查询页表完成线性地址到物理地址的转换：如果对应线性地址的页表项不存在、或者当前权限不满足访问要求，直接触发#PF（页错误）异常
  • 若页表映射有效，后续行为和分页关闭的保护模式一致

问题3：裸机非分页环境访问超物理内存容量地址的行为 #

• 该行为由主板硬件逻辑决定，不属于x86 CPU架构的规范范畴，因此英特尔手册不会有对应说明
• 绝大多数x86兼容平台的默认行为是：
  • 读操作：CPU将地址发送到总线后没有物理内存设备响应，会返回固定的无意义值（通常为全0xFF或全0x00，具体看主板实现），不会触发CPU异常
  • 写操作：写入的数据会被总线直接丢弃，不会产生任何实际效果

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aryan Kumar