Нано Компьютеры

Как адресоваться к 1М памяти в I386 вместо 64К?

На протяжении многих лет, 16-битная архитектура I386 использовалась в компьютерах для организации памяти в 64 КБ блоках. Это означало, что адресное пространство могло быть адресовано всего лишь 64 КБ памяти за раз. Однако, с развитием технологий и потребностей, возникла необходимость в увеличении доступного адресного пространства. В этой статье мы рассмотрим, как можно адресоваться к 1М памяти в I386 вместо 64 КБ.

Расширение адресного пространства

Для расширения доступного адресного пространства в I386 до 1М памяти, были разработаны два способа: Real Mode (реальный режим) и Protected Mode (защищенный режим).

Real Mode

Real Mode является исходным состоянием работы с архитектурой I386. В данном режиме, процессор I386 может адресовать всего лишь 1 МБ памяти. Этот режим предоставляет возможность перейти к адресному пространству 1М памяти, используя специальные регистры - сегментные регистры CS, DS, ES и SS.

Для адресации памяти в реальном режиме, нужно использовать сегментный регистр (например, DS) вместе с смещением. Значение сегментного регистра умножается на 16, а к полученному результату добавляется смещение, чтобы получить физический адрес в памяти.

Protected Mode

Protected Mode является расширенным режимом, который предоставляет возможность адресации всего доступного адресного пространства в I386, включая 1М памяти. Однако, для использования защищенного режима, необходимо правильно настроить соответствующие таблицы (например, Global Descriptor Table или GDT) для определения доступных сегментов памяти и их атрибутов.

В защищенном режиме, адресация происходит непосредственно по виртуальным адресам, а не через смещение и сегментный регистр, как в реальном режиме. Виртуальные адреса преобразуются в линейные адреса путем смещения на базовый адрес сегмента и проверки соответствующих прав доступа.

Переход к 1М памяти

Существует несколько способов перейти к 1М памяти в I386. Давайте рассмотрим два основных способа.

Использование Real Mode

  1. Установите значение 0x1000 в сегментный регистр CS. Это позволит перейти к адресу 0x10000, который соответствует 1М памяти.
  2. Установите значение 0 в сегментные регистры DS, ES и SS.
  3. Используйте смещение 0 для доступа к нужной области памяти.
org 0x10000
; ваш код здесь

Использование Protected Mode

  1. Настройте таблицу GDT и установите соответствующие дескрипторы для доступа к нужной области памяти.
  2. Включите Protected Mode с помощью команды mov eax, cr0 и or eax, 0x1.
  3. Сохраните базовый адрес сегмента в регистре GDTR (GDTR содержит информацию о таблице GDT).
  4. Теперь вы можете использовать виртуальные адреса для доступа к 1М памяти.
; Настроим таблицу GDT
gdt_start:
    ; ваш код здесь
gdt_end:

; Включим Protected Mode
mov eax, cr0
or eax, 0x1
mov cr0, eax

; Сохраним базовый адрес сегмента в GDTR
mov eax, gdt_end - gdt_start  - 1
shl eax, 16
or eax, gdt_start
mov [gdtr_ptr], eax

; ваш код здесь

В заключение

Расширение адресного пространства до 1М памяти в архитектуре I386 может быть достигнуто путем использования реального режима или защищенного режима. Оба способа имеют свои особенности и требуют соответствующей настройки и кодирования. Ваш выбор будет зависеть от ваших потребностей и требований в конкретных ситуациях.