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1.3.3 打开A20,实现32位寻址
下面的动作是标志性的—打开A20!
打开A20,意味着CPU可以进行32位寻址,最大寻址空间为4GB,注意看图1-19中内存条范围的变化。从5个F扩展到8个F,即0xFFFFFFFF—4GB。
图1-19 打开A20 |
现在看来,Linux 0.11还显得有些稚嫩,最大只能支持16MB的物理内存,但是其线性寻址空间已经是不折不扣的4GB。
打开A20的代码如下:
//代码路径:boot/setup.s call empty_8042 mov al,#0xD1 ! command write out #0x64,al call empty_8042 mov al,#0xDF ! A20 on out #0x60,al call empty_8042
点评
实模式下CPU的寻址范围为0至0xFFFFF,共1MB寻址空间,需要0~19号共20根地址线。进入保护模式后,将使用32位寻址模式,即采用32根地址线进行寻址,第21根至第32根地址线的选通,将意味着寻址模式的切换。
实模式下,当程序寻址超过0xFFFFF时,CPU将“回滚”至内存地址起始处寻址(注意:在只有20位地址线的条件下,0xFFFFF + 1 = 0x00000,最高位溢出)。例如,系统的段寄存器(如CS)的最大允许地址为0xFFFF,指令指针(IP)的最大允许段内偏移也为0xFFFF,两者确定的最大绝对地址为0x10FFEF,这将意味着程序中可产生的实模式下的寻址范围比1MB多出将近64KB(一些有特殊寻址要求的程序就利用了这个特点)。这样,此处对A20地址线的启用相当于关闭了CPU在实模式下寻址的“回滚”机制。在后续代码中也将看到利用此特点来验证A20地址线是否确实已经打开。
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