linux - 如果我只有 320 KB RAM，我的程序是 64 位还是 16 位模式？

Question

假设我在一个只有 320KB RAM 的嵌入式系统中有一个 x86-64 处理器。那么，我应该使用长模式（64 位模式）还是更喜欢使用实模式（16 位模式）来运行您的程序？

PS~我在博客的评论中看到了这个问题。这就是我掌握的所有信息。

提前非常感谢。

Answer 1

假设我在一个只有 320KB RAM 的嵌入式系统中有一个 x86-64 处理器。那么，我应该使用长模式（64 位模式）还是更喜欢使用实模式（16 位模式）来运行您的程序？

大多数 x86-64 处理器都有几个 MiB 的缓存，并且此缓存可以配置为“回写，不获取”，因此它实际上最终表现得像 RAM。实际上使用 320 KiB 的 RAM 会很愚蠢（不会帮助您存储更多数据，但会比缓存慢）；因此，最好降低硬件成本，并且根本不用担心任何 RAM。

实模式不能使用超过 1088 KiB 的“伪装成 RAM 的缓存”，所以这会相当糟糕。长模式需要分页，这可能会花费大约 12 KiB 的内存。

最好的选择可能是 32 位保护模式，因为您可以使用所有“伪装成 RAM 的缓存”而不消耗任何用于分页；但这取决于代码本身和可以从 64 位数据中受益的软件，或者两倍的寄存器将具有比 64 位更高的性能。

请注意，“64 位代码”不需要使用 64 位指针或 64 位数据。“64 位代码”中的大多数指令都是 32 位的（如果您想使用 64 位，则带有大小覆盖前缀）。

Answer 2

这取决于你想做什么：

64 位 Sparc CPU 在 64 位 x86 CPU 之前可用；在此类 CPU 的最常见操作系统之一的程序员文档中，我读过如下内容：

如果你的程序使用小于 3 GB 的内存并且 32 位整数运算就足够了，那么你应该编写 32 位程序，因为内存消耗更少，速度更快。如果您需要 64 位算术，您应该编写 64 位程序，因为使用 32 位指令执行 64 位算术很慢。

所以问题是：你需要 64 位算术吗？

如果要进入长模式，您必须考虑必须使用分页 - 这将花费您额外的内存。

另一方面，实模式意味着您可能必须使用段，这会使您的程序更加复杂——尤其是当您需要 32 位整数运算时。

但是，您也可以使用 32 位（伪）保护模式并关闭分页，并且仅使用“平面”内存布局并且仅使用权限级别 0。

如果要切换到 64 位长模式，则无论如何都必须进入此模式。

那么为什么不永久使用这种模式呢？

Answer 3

我猜是 16 位的，因为 64 位需要更多的 RAM……不太清楚为什么会这样