論8086如何尋址1MB物理空間

8086內部的寄存器都是16位的，但它有20位地址總線，可以尋址1MB的物理空間

將1MB的儲存器按64KB分段，為什么按64KB分是因為16位最大的尋址范圍就是下2¹⁶B=64KB。

設置4個段寄存器CS，DS，SS，ES（一開始只有四個段寄存器），保存當前可使用段的段首址，如果各段的段首址都是16的倍數，那么這些段首址的后四位都為0，則段首址的高16位正好裝入一個段寄存器中

訪問儲存單元時，CPU根據操作的性質和要求，選擇合適的段寄存器，將里面的內容左移4位，恢復了段首址原來的值，在于本段中某一待訪問儲存單元的偏移地址相加，則得到該單位的20位物理地址

實模式下的地址映射

在實模式下，32CPU與8086一樣，只能尋址1MB物理儲存空間并采用分段使用的方式，每段大小不超多64KB，段首地址和段內偏移地址都是用16位表示。這樣1MB的儲存空間最少可分為16段，每段最多64KB。
在某一時刻，CPU可以訪問6個段：代碼段，數據段，堆棧段，和三個附加數據段，對應的段寄存器分別為CS，DS，SS，ES，FS，GS

在實模式下，邏輯地址與物理地址是一一對應的，用戶程序與系統程序是在同一狀態下的


注意：

程序中的每個段大小不定，但不可以超過64KB，具體位置由操作系統決定

分段不是唯一的，一片儲存單元可以屬于一個段也可以屬于多個段

匯編程序中，用戶要將數據段首址置入DS或ES，FS和GS中，而CS，SS由系統自動置入

保護模式下的地址映射

特權級

保護模式下建立了四個特權級，0級最高，3級最低，程序中的每個段都有一個特權級，任何時候，CPU都在同一個特權級下運行，成為當前特權級。低特權級的程序無法訪問高特權級的數據。
0級：操作系統內核
1級：操作系統服務程序
2級：系統擴展程序
3級：應用程序

描述符

在保護模式下，每個段的信息遠遠多于實模式下的地址方式，每個段中的信息除了段基址外，還有段的大小，段的類型，特權級，是否被執行過，是否能被讀/寫等多種信息。系統通過8字節的描述符來保存這些信息。

屬性的描述
P：Present，是否在內存中【1在】
G：段的粒度（段長計量單位）
G=0, 字節 (段最長1M)
G=1 ,頁面4KB（段最長4G）
DPL: Descriptor Privilege Level 描述符特權級別
S: 描述符的類型
【數據段/代碼段S=1】
【系統描述符/門描述符S＝0】
TYPE : 描述段的存取類型或類型（與S有關）
【讀，寫，擴展，訪問標志等及其組合】

描述符表

描述符表是描述符的集合，存放在指定的一段內存中，有三種描述符表：局部描述符表，全局描述符表和中斷描述符表

局部描述符表：
每一個執行程序都有一個局部描述符表LDT，包含該程序中各段的描述符，一個LDT就是一個系統段，最大可為64KB，存放8192個描述符，由于每個程序有自己的局部描述符表，用各自的代碼和數據，所以由此實現程序之間的隔離

全局描述符表：
只有一個，最大可謂64KB，存放8192個描述符，包含有系統各任務共享段的描述符，如操作系統所使用的代碼段，數據段，堆棧段的描述符，還有所有系統段的描述符，如各個任務LDT段的描述符

為了支持多任務來回切換，系統中的每一個任務都建有一個任務狀態段TSS，TSS也屬于系統段，該段的描述符也竄訪在全局描述符表中。TSS用于保存任務掛起時現場的全部寄存器，堆棧，地址映射，鏈接狀態，I/O允許圖首址等完整印象

中斷描述符表：
中斷描述符表IDT最大可為2KB，含有指向多大256個中斷服務程序的位置的描述符

段選擇符和描述符寄存器

保護模式下，段寄存器中不在保存段的開始地址，而是指出從描述符表中選擇相應段描述符的方式，段寄存器中此時的內容稱作段選擇符（選擇子）
選擇子（Selector）：
選擇子用于選擇GDT/LDT中的某個描述符。
構成 ：

• 索引域（INDEX）：13位
• TI域（Table Indicator）：1位
• 特權級別域（Request Privilege Level）：2位

索引域（INDEX）
給出段描述符在GDT或LDT中的位置。

TI域（Table Indicator）
TI＝1，從LDT中選擇相應描述符， TI＝0，從GDT中選擇描述符。

特權級別域（Request Privilege Level） 請求者最低特權級的限制。 只有請求者特權級高于或等于DPL，對應段才能被存 取，實現段的保護。

保護模式下物理地址的形成

根據段寄存器中描述符的引索值、TI、以及RPL值，從描述符表中選擇出描述符，檢查合格后，將描述符送入對應的描述符高速緩存寄存器，以后對該段的訪問均通過此寄存器進行

當需要對該段的儲存單元進行訪問時，從描述符高速緩存寄存器中取出段基址，與存放在EIP，ESP或某一指示器中的偏移地址相加，形成32位線性地址

如果不選擇分頁，線性地址即為物理地址，如果選擇分頁，通過分頁計制，將線性地址映射為物理地址

總結

以上是生活随笔為你收集整理的实模式与保护模式详解二：地址映射的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。