在 16 位模式下启动时获得 x86 CPU 支持的“位数”答案

【问题标题】：Get the supported "bitness" of an x86 CPU when booted in 16-bit mode在 16 位模式下启动时获得 x86 CPU 支持的“位数”
【发布时间】：2018-05-22 18:30:35
【问题描述】：

我正在开发一个 x86 引导加载程序并遇到了这个问题（我想这应该很简单，但到目前为止我还没有解决）：我想检测 CPU 主机的位数（例如，如果它只有 16 位，或支持 32 位或 64 位）。

我使用了 CPUID 指令，但它是在 486 中引入的，因此对于检测仅 16 位与支持 32 位保护模式（或 32 位操作数大小）的 386 兼容 CPU 没有帮助在带前缀的实模式下）。

【问题讨论】：

只是出于好奇 - 您将启动什么，它支持所有 16、32 和 64 位处理器？
@davmac：在传统非 EFI 模式下引导的 BIOS 会加载引导扇区并在 16 位实模式下跳转到它。由该代码切换到受保护或长模式（在加载更多扇区或其他之后）。如果您想在不支持 32 位或 64 位模式的（虚拟）机器上打印一条漂亮的错误消息，您需要先检查一下。例如与wiki.osdev.org/…
我记得这个问题经常被问到。这必须是重复的。您可以通过检查 FLAGS 中的一些位来了解您的 CPU 是否为 386 或更高。
@AntónSeoane：检测对 64 位模式的支持在 OSdev wiki 上有详细介绍。 wiki.osdev.org/…。保护模式文章 (wiki.osdev.org/Protected_Mode) 没有显示检测方法。它有更多东西的链接。我不会发布答案；我会把它留给喜欢使用自定义内核的人之一。
这个page 具有检测前CPUID CPU 的代码。如果你有 CPUID 指令，你可以用它来检测 64 位模式（隐含 32 位）。

标签： assembly x86 x86-16

【解决方案1】：

检查 32 位（请参阅 http://www.rcollins.org/ddj/Sep96/Sep96.html）：

在执行pushf 时，没有保护模式 (8088/8086/80186) 的 16 位 CPU 将始终设置标志寄存器的高 4 位 (15-12)
80286 在pushf 上的高 4 位将始终被清除（在实模式下运行时）
支持 32 位的 CPU 允许在实模式下使用 popf 修改高 4 位（但是所有 4 位应具有相同的值 - 全部设置或全部清除）

通过使用pushf，popf并修改堆栈上的数据，您检查是否可以修改高4位；如果是，则必须是 32 位 CPU。

检查CPUID：

确保 CPU 支持 32 位（见上文）
切换到 32 位模式
检查是否可以修改 EFLAGS 的第 21 位（设置和清除）；如果该位的值不固定（可以从 0 更改为 1，反之亦然），则支持 cpuid 指令。

【讨论】：