一步步编写操作系统 26 打开A20地址线

打开A20地址线

还记得实模式下的wrap-around吗?也就是地址回绕。咱们一起来复习一下。实模式下内存访问是采取“段基址:段内偏移地址”的形式,段基址要乘以16后再加上段内偏移地址。实模式下寄存器都是16位的,如果段基址和段内偏移地址都为16位的最大值,即0xFFFF:0xFFFF,最大地址是0xFFFF0+0xFFFF,即0x10FFEF。由于实模式下的地址线是20位,最大寻址空间是1MB,即0x00000~0xFFFFF。超出1MB内存的部分在逻辑上也是正常的,但物理内存中却没有与之对应的部分。为了让“段基址:段内偏移地址”策略继续可用,cpu采取的做法是,将超过1MB的部分自动回绕到0地址,继续从0地址开始映射。相当于把地址对1MB求模。超过1MB多余出来的内存被称为高端内存区HMA。

这种地址回绕是如何做到的呢?要分两种情况分别讨论啦。

对于只有20位地址线的cpu,不需要任何额外操作便能自动实现地址回绕。

地址(Address)地址线是从0开始编号,在8086/8088中,只有20位地址线,即A0~A19。20位地址线表示的内存是2的20次方,即最大是1MB,即0x0~0xFFFFF。内存若超过1MB,是需要第21条地址线支持的。所以说,若地址进位到1MB以上,如0x100000,由于没有第21位地址线,相当于丢掉了进位1,变成了0x00000。这一“缺陷”甚至成了当时很多程序员利用的技巧。如图

 

对于80286后续的CPU,通过A20GATE来控制A20地址线

cpu发展到了 80286后,虽然地址总线从原来的20位发展到了24位,从而能够访问的内存范围可达到2的24次方等于16MB。但任何时候,Intel都会把兼容放在第一位。80286是第一款具有保护模式的cpu,它在实模式下时,其表现也应该和8086/8088一模一样。按照兼容的要求,这意味着80286以及后续cpu的实模式都应该与8086/8088完全一样,即:仍然只使用20条地址线。但80286有24条地址线,即A0~A23,也就是说A20地址线是开启的。如果访问0x100000~0x10FFEF之间的内存,系统将直接访问这块物理内存,并不会象8086/8088那样回绕到0。

为了解决此问题,IBM在键盘控制器上的一些输出线来控制第21根地址线(A20)的有效性,故被称为A20Gate:

  • λ如果A20Gate被打开,当访问到0x100000~0x10FFEF之间的地址时,cpu将真正访问这块物理内存。
  • λ如果A20Gate被禁止,当访问0x100000~0x10FFEF之间的地址时,cpu将采用8086/8088的地址回绕。

上面描述了地址回绕的原理,但地址回绕是为了兼容8086/8088的实模式。如今我们是在保护模式下,我们需要突破第20条地址线(A20)去访问更大的内存空间。而这一切,只有关闭了地址回绕才能实现。而关闭地址回绕,就是上面所说的打开A20Gate。

说了半天,其实打开A20Gate的方式是极其简单的,将端口0x92的第1位置1就可以了,以下三个步骤就可以实现啦。

  1. in al,0x92
  2. or al,0000_0010B
  3. out 0x92,al

我们离保护模式越来越近了,为了给大家一个盼头,剧透一下,其实我们距32位地址空间只差一步,下一节中我们将播出有关内容,欢迎大家准时收看^_^

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/439807.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【HDU - 6567】Cotree(树形dp,思维)

题干: Avin has two trees which are not connected. He asks you to add an edge between them to make them connected while minimizing the function ∑ni1∑nji1dis(i,j)∑i1n∑ji1ndis(i,j), where dis(i,j)dis(i,j) represents the number of edges of the …

一步步编写操作系统 27 处理器微架构之流水线简介

了解处理器内部硬件架构,有助于理解软件运行原理,因为这两者本身相辅相成,相互依存。就像枪和狙击手,枪的操作和外形设计都是要根据人体工学,让人不仅操作容易,而且携带也要轻便,做到能随时射出…

【2019icpc南京站网络赛 - F】Greedy Sequence(思维,贪心构造,STLset)

题干: Youre given a permutation aa of length nn (1 \le n \le 10^51≤n≤105). For each i \in [1,n]i∈[1,n], construct a sequence s_isi​ by the following rules: s_i[1]isi​[1]i;The length of s_isi​ is nn, and for each j \in [2, n]j∈[2,n], s_…

一步步编写操作系统 28 cpu乱序执行

乱序执行(乱序执行译作异步执行更贴切),是指在cpu中运行的指令并不按照代码中的顺序执行,而是按照一定的策略打乱顺序执行,也许后面的指令先执行,当然,得保证指令之间不具备相关性。 举个简单的例子,比如如…

【POJ - 1741】Tree(树分治,容斥,点分治,模板题)

题干: Give a tree with n vertices,each edge has a length(positive integer less than 1001). Define dist(u,v)The min distance between node u and v. Give an integer k,for every pair (u,v) of vertices is called valid if and only if dist(u,v) not e…

Apollo进阶课程㉚丨Apollo ROS背景介绍

原文链接:进阶课程㉚丨Apollo ROS背景介绍 ROS是机器人学习和无人车学习最好Linux平台软件,资源丰厚。无人车的规划、控制算法通常运行在Linux系统上,各个模块通常使用ROS进行连接。 上周阿波君为大家详细介绍了「进阶课程㉙Apollo控制技术详…

一步步编写操作系统 29 cpu缓存简介

缓存是20世纪最大的发明,其原理用一些存取速度较快的存储设备做为数据缓冲区,避免频繁访问速度较慢的低速存储设备,归根结底的原因是,低速存储设备是整个系统的瓶颈,缓存用来缓解“瓶颈设备”的压力。 之前介绍实模式…

【CodeForces - 1096D】Easy Problem(dp,思维)

题目大意: 现在有一个由小写字母组成的字符串,去掉这个字符串的第i个位置的字符会有ai的代价。你的任务是去掉这个字符串中的一些字符使得该字符串中不包含子序列hard,且去掉字符的代价之和尽可能小。 输入 第一行一个整数n表示字符串的长…

一步步编写操作系统 30 cpu的分支预测简介

人在道路的分岔口时要预测哪条路能够到达目的地,面对众多选择时,计算机也一样要抉择,毕竟计算机的运行方式是以人的思路来设计的,计算机中的抉择其实就是人在抉择。 cpu中的指令是在流水线上执行。分支预测,是指当处理…

【HDU - 5492】Find a path(dp,tricks)

题干: Frog fell into a maze. This maze is a rectangle containing NN rows and MM columns. Each grid in this maze contains a number, which is called the magic value. Frog now stays at grid (1, 1), and he wants to go to grid (N, M). For each step,…

Apollo进阶课程㉜丨Apollo ROS原理—1

原文链接:进阶课程㉜丨Apollo ROS原理—1 ROS在开发过程中,基于功能把整个自动驾驶系统分成多个模块,每个模块负责自己消息的接收、处理、发布。当模块需要联调时,通过框架可以把各个模块快速的集成到一起。 上周阿波君为大家详细…

Ubuntu下安装Chrome浏览器的两个方法

一、通过直接下载安装Google Chrome浏览器deb包。 打开Ubuntu终端,以下为32位版本,使用下面的命令。 wget https://dl.google.com/linux/direct/google-chrome-stable_current_i386.deb 以下为64位版本,使用下面的命令。 wget https://dl.…

【EOlymp - 2908】SumThem All(数位统计,tricks)

题干: Find the sum of all the digits in all the integers between lowerBound and upperBound inclusive. Input Each line contains two integers lowerBound and upperBound (0 ≤ lowerBound ≤ upperBound ≤ 2109). Output For each test case print i…

Apollo进阶课程㉝丨Apollo ROS原理—2

原文链接:进阶课程㉝丨Apollo ROS原理—2 在ROS系统中,从数据的发布到订阅节点之间需要进行数据的拷贝。在数据量很大的情况下,很显然这会影响数据的传输效率。所以Apollo项目对于ROS第一个改造就是通过共享内存来减少数据拷贝,以…

Java 10 常用集合继承关系图

概述 集合类存放的都是对象的引用,而非对象本身,出于表达上的便利,我们称集合中的对象就是指集合中对象的引用。 类图如下: 1、Iterable与Iterator接口之间的区别 我看到好多网上的文章类图里面Collection 是继承Iterator接口&a…

【CodeForces - 673D】Bear and Two Paths(构造,tricks)

题干: Bearland has n cities, numbered 1 through n. Cities are connected via bidirectional roads. Each road connects two distinct cities. No two roads connect the same pair of cities. Bear Limak was once in a city a and he wanted to go to a cit…

Apoll进阶课程㉞丨Apollo ROS原理—3

原文链接:进阶课程㉞丨Apollo ROS原理—3 机器人操作系统(ROS)是一个成熟而灵活的机器人编程框架。ROS提供了所需的工具,可以轻松访问传感器数据,处理数据,并为机器人的电机和其它执行器生成适当的响应。整个ROS系统被设计为在计…

JVM虚拟机选项:Xms Xmx PermSize MaxPermSize区别

ava虽然是自动回收内存,但是应用程序,尤其服务器程序最好根据业务情况指明内存分配限制。否则可能导致应用程序宕掉。 举例说明含义: -Xms128m 表示JVM Heap(堆内存)最小尺寸128MB,初始分配 -Xmx512m 表示JVM Heap(堆内存)最大允许…

SM3密码杂凑算法原理

目录 1.概述 2、算法描述 2.1 概述 2.2 填充 2.3 迭代压缩 2.3 消息扩展 2.4 压缩函数 2.5 杂凑值 1.概述 SM3是我国采用的一种密码散列函数标准,由国家密码管理局于2010年12月17日发布。相关标准为“GM/T 0004-2012 《SM3密码杂凑算法》”。 在商用密码体…

【Comet OJ - Contest #5 - C】迫真小游戏(优先队列,贪心构造,树,字典序)

题干: H君喜欢在阳台晒太阳,闲暇之余他会玩一些塔防小游戏。 H君玩的小游戏可以抽象成一棵 nn 个节点的有根树,树以 11 为根,每个点的深度定义为其到根的简单路径上的点数(根的深度为 11)。 H君有 nn 个…