Memory 如何检测、探测或扫描可用/可访问的物理内存？

如何彻底检测、探测或扫描可用/可访问的物理内存

我目前正在NASM中为x86_64自定义操作系统制作一个自定义引导加载程序

为了分配包含哪些数据的物理地址，我想确保内存可以免费使用。我已经尝试过BIOS中断int 0x15 eax 0xE820并签出了设备管理器内存资源。 问题是它们都没有完全覆盖

比如说,， 它表示

0x0000000000000000~0x000000000009FC00

可用。 但严格来说，

0x0000000000000000~0x0000000500

不可用，因为它存储IVT和BDA

此外，这里和那里都有PCI孔

我的目标是检测、探测或扫描硬件中可用的全部内存，并制作内存映射，以便区分哪个地址是哪个地址。（下面的示例地图）

---

我的处理器是英特尔i7-8700K第8代。

您需要多少信息

如果您只想知道哪些区域是可用的RAM；然后，“int0x15，eax=0xE820”（限制BDA将被视为可用）或UEFI的“获取内存映射”功能就是您所需要的。请注意，对于这两种情况，一个/一些区域可能被报告为“ACPI可回收”，这意味着在您完成对ACPI表的解析后（或者如果您不关心ACPT表），RAM将变得可用

如果你想要更多的信息，你需要做更多的工作，因为信息分散在各处。具体而言：

• ACPI的SRAT表描述了哪些事物（例如，哪些内存区域）位于哪个NUMA域中；ACPI的狭缝表描述了这一点对性能的影响

• ACPI的SRAT表还描述了哪些内容（例如内存的哪些区域）是“可热插拔”的，并保留为“热插拔”

• CPU的CPUID指令将告诉您“以位为单位的物理地址大小”。这对于了解您是否/何时试图找到一个合适的物理地址空间区域用于内存映射PCI设备的条非常有用，因为您得到的内存映射太愚蠢，无法告诉您“内存映射PCI设备无法使用”、“内存映射PCI设备可使用”和“内存映射PCI设备使用”之间的区别

• 解析（或配置）PCI配置空间（必要时与IOMMUs结合使用）会告诉您物理地址空间的哪些区域当前由哪些PCI设备使用

• 解析“系统管理BIOS”表可以（通过大量工作和“启发式摸索”）告诉您物理地址空间的哪些区域对应于主板上的哪些RAM芯片以及这些RAM芯片的详细信息（类型、速度等）

• 各种ACPI表（例如MADT/APIC和HPET）可用于确定各种特殊设备（本地APIC、IO APIC、HPET）的位置

• 您可以假设（部分）以物理地址0xFFFFFFFF结尾的区域将是固件的ROM；并且（通过更多的“启发式摸索”，从固件内存映射报告为“保留”的区域中减去任何特殊设备），您可以确定该区域的大小

---

如果您执行所有这些操作，您将拥有一个合理完整的映射，描述物理地址空间中的所有内容。

0x0000和0x0500之间的RAM是可用的。没有任何东西可以阻止您重用该内存，甚至用其他东西覆盖该区域，包括实模式中断表。当然，如果您关闭它，则无法使用BIOS中断，BDA中的实模式BIOS状态将消失等。应认为不可用的内存区域是0xA0000处视频RAM下方的EBDA。当操作系统运行时，SMM（系统管理模式）可以读取和写入该区域中的数据。E820是用于旧式BIOS内存映射的机制。如果您使用的是UEFI，那么UEFI具有查询相同类型信息的机制。没有方法询问BIOS正在使用哪些RAM区域。由于我通常启用分页，所以我将使EBDA下0x1000到4KB页面之间的所有内存可用。谢谢Michael Petch。EBDA，我应该避免使用的另一个地址，已经添加。你能回答检测、扫描或探测的方法吗？这将是非常真诚的感谢。我使用的是传统的BIOS方法，而不是UEFI。你可以在这里找到更多关于这一切的信息：其中包括你自己手动探测内存的陷阱哇！令人惊叹的！谢谢你，布伦丹。这是真正的感谢！

0x0000000000000000 ~ 0x00000000000003FF : Real Mode IVT
0x0000000000000400 ~ 0x00000000000004FF : BDA
...
0x0000000000007C00 ~ 0x0000000000007DFF : MBR Load Address
...
0x00000000000B8000 ~ 0x00000000000B8FA0 : VGA Color Text Video Memory
...
0x00000000C0000000 ~ 0x00000000FFFFFFFF : PCI Space