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linux - 为什么要在保护模式下启用 A20 线？

coder 2023-06-18 原文

在Linux 0.01的bootloader的汇编源文件中，A20行是使能的。

来自boot/boot.s:

| that was painless, now we enable A20

call     empty_8042
mov al,#0xD1

...

之后引导加载程序跳转到保护模式。

在实模式下，启用 A20 行允许我们将地址空间扩展到 64 KiB - 16 字节。
在保护模式下，地址总线自动解锁。

为什么引导加载程序在跳转到保护模式时启用 A20 地址线？

最佳答案

In Real Mode, enabling the A20 line grants us an address space expansion of 64 KiB - 16 bytes.

正确，在实模式下(在 286+ 上)您可以将段寄存器设置为 0xFFFF ，这将允许您访问最多 (0xFFFF << 4) + 64K 的内存.

In Protected Mode, the address bus is unlocked automatically.

保护模式是一种 CPU 模式，因此它不会“解锁”总线，它只是允许使用额外的地址空间，这需要地址总线上有更多的引脚。

Why does the bootloader enable the A20 address line when the jump to Protected Mode would do that anyway?

因为它不会。 “A20”通常是指添加到 PC-AT 中的硬件 hack，需要在保护模式按预期运行之前将其禁用。

首先，回想一下旧的 CPU(通过 80186)最多只能访问 1 MiB 的内存，因此有 20 个地址线(A0 - A19)。一些非常古老的软件利用了这样一个事实，即超过 1 MiB 的内存访问将包装到较低的内存。

当 286 添加了更多的地址线后，IBM 不想破坏与这个旧软件的兼容性，所以他们做了一个难以想象的事情:他们在 21 号地址线(A20 )，默认情况下将其关闭，重新启用环绕行为，因此旧软件仍能正常运行。所以 286 本身对这个黑客一无所知——它在 CPU 外部。对于 CPU，A20 与任何其他地址线没有什么不同。

此门(A20 门)由键盘 Controller IC 上的 GPIO 引脚控制。因此，您需要在进入保护模式之前启用它。如果你没有，(并且说你平面映射了所有 4GB 的物理内存)，那么作为 Micheal Petch indicated ，“每个奇数兆字节区域都将无法访问。因此 1mb-2mb 实际上将引用 0-1mb，3mb-4mb 将引用 2mb-3mb 等。” 另见:

关于linux - 为什么要在保护模式下启用 A20 线？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/33827474/

linuxA20sectionblockquoteassemblylinux-kernelx86operating-system

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