为什么在保护模式下启用A20线路？

Question

在Linux 0.01的引导加载程序的汇编源文件中,启用了A20行.

来自boot/boot.s:

| that was painless, now we enable A20

call     empty_8042
mov al,#0xD1

...

然后,引导加载程序跳转到保护模式.

在实模式下,启用A20线路可以为我们提供64 KiB - 16字节的地址空间扩展.
在保护模式下,地址总线自动解锁.

当跳转到保护模式时,为什么引导加载程序会启用A20地址线呢？

Answer 1

在实模式下,启用A20线路可以为我们提供64 KiB - 16字节的地址空间扩展.

正确,在实模式下(在286+上)你可以设置一个段寄存器0xFFFF,这将允许你访问内存(0xFFFF << 4) + 64K.

在保护模式下,地址总线自动解锁.

保护模式是CPU模式,因此它不会"解锁"总线,它只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.

当跳转到保护模式时,为什么引导加载程序会启用A20地址线呢？

因为它不会."A20"通常是指在PC-AT中添加的硬件黑客,需要在保护模式按预期运行之前禁用.

首先,回想一下旧的旧CPU(通过80186)最多只能访问1 MiB的内存,因此有20条地址线(A0-A19).一些非常古老的软件利用了1 MiB以上的内存访问将包装到较低内存的事实.

当286增加了更多的地址线时,IBM不想破坏与这个旧软件的兼容性,所以他们做了不可想象的事情:他们在21号地址线(A20)上放置了一个外部门,并在默认情况下将其关闭. - 启用环绕行为,因此旧软件仍可正常运行.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.

该门(A20门)由键盘控制器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,(并说你平面映射了所有4GB的物理内存),那么正如Micheal Petch指出的那样,"每个奇数兆字节区域都将无法访问.所以1mb-2mb实际上会引用0-1mb,3mb-4mb将参考2mb-3mb等." 也可以看看:

• A20线(维基百科)