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x86 - 8086 复位向量高于 20 位，总线为 20 位

问题描述

如果地址 ( ) 超过 20 位总线的 1mb 限制，cpu 如何从地址0xfffffff0( ) 中获取指令？CS_base : 0xffff0000 + IP : 0xfff0

我已经阅读了其他帖子；他们只谈论 cs 寄存器是硬连线以获取0xffff0000基地址的事实，而不是总线限制

标签： x86cpu-architecturebootbiososdev

解决方案

最初（例如对于 8088、8086、80186），物理地址是 20 位（提供 1 MiB 的物理地址空间）。在上电和复位时，CS:IP 设置为“0xF000:0xFFF0 = 0xFFFF0”，固件的 ROM 位于物理地址空间的末尾（例如，在物理地址 0xFFFFF 结束）。

请注意，此值不是“超过 20 位”，因为“段：偏移”被转换为物理地址的方式（具体而言，“物理 = 段 * 16 + 偏移”）。

另请注意，对于不适合 20 位的物理地址，最高位被丢弃以使其适合 20 位（例如“0xFFFF:0xFFFE = 0xFFFF*16 + 0xFFFE = 0x10FFEE = 0x0FFEE”）。这导致了特殊的骇客（“A20 门”）通过在 80286 发布时禁用第 21 个地址线（A20）来保持向后兼容性（物理地址大小增加到 24 位，提供 16 MiB 的物理地址空间）。

80286 发生的另一个变化是（为了支持保护模式）段寄存器（最初只是一个 16 位整数）获得了一些隐藏部分——主要是一个隐藏的“段基”值被添加​​到段寄存器中，因此 (在受保护模式下）您拥有加载到段寄存器中的可见值，并且段的详细信息（基地址，限制）是从表（全局描述符表或本地描述符表）加载的，而不是直接由加载的值暗示进入段寄存器，物理地址计算被更改为使用隐藏值（例如“physical = segment.base + offset”），并且在实模式下，段基数是在段加载时设置的（例如“segment.base = value * 16") 以便在实模式下一切正常。

后来（从 80386 开始）物理地址空间的大小增加了（首先是 32 位，然后是 36 位，然后是“架构最大 52 位”）。发生这种情况时，他们更改了在开机/重置时加载到 CS 隐藏部分的值。具体来说，可见部分保持不变（0xF000），但隐藏的“段基”部分设置为 0xFFFF0000，因此它实际上变为“0xFFFF0000+0xFFF0 = 0xFFFFFFF0”。此外，固件的 ROM 被移到了 32 位地址空间的末尾（例如，在物理地址 0xFFFFFFFF 处结束）；并且（为了兼容性）复制了一部分 ROM（可能已解压缩）并放入 RAM 中的旧地址（以物理地址 0x000FFFFF 结尾），并且配置内存控制器以便写入“遗留 ROM 区域”

当然现在（对于 UEFI，理论上和/或一旦“混合 BIOS + UEFI”在明年永久不复存在）这可能会消失 - 无需将 ROM 的一部分复制到“遗留 ROM 区域”，也不需要将内存控制器配置为忽略对该区域的写入；我们可以从 0x00000000 到 0xBFFFFFFFF 拥有大的（3 GiB？）正常可用 RAM 区域。

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