1.3.3　打开A20，实现32位寻址

1.3.3　打开A20，实现32位寻址

下面的动作是标志性的—打开A20！

打开A20，意味着CPU可以进行32位寻址，最大寻址空间为4GB，注意看图1-19中内存条范围的变化。从5个F扩展到8个F，即0xFFFFFFFF—4GB。

图1-19　打开A20

现在看来，Linux 0.11还显得有些稚嫩，最大只能支持16MB的物理内存，但是其线性寻址空间已经是不折不扣的4GB。

打开A20的代码如下：

//代码路径：boot/setup.s

call    empty_8042
mov al,#0xD1        ! command write
out #0x64,al
call    empty_8042
mov al,#0xDF        ! A20 on
out #0x60,al
call    empty_8042

点评

实模式下CPU的寻址范围为0至0xFFFFF，共1MB寻址空间，需要0～19号共20根地址线。进入保护模式后，将使用32位寻址模式，即采用32根地址线进行寻址，第21根至第32根地址线的选通，将意味着寻址模式的切换。

实模式下，当程序寻址超过0xFFFFF时，CPU将“回滚”至内存地址起始处寻址（注意：在只有20位地址线的条件下，0xFFFFF + 1 = 0x00000，最高位溢出）。例如，系统的段寄存器（如CS）的最大允许地址为0xFFFF，指令指针（IP）的最大允许段内偏移也为0xFFFF，两者确定的最大绝对地址为0x10FFEF，这将意味着程序中可产生的实模式下的寻址范围比1MB多出将近64KB（一些有特殊寻址要求的程序就利用了这个特点）。这样，此处对A20地址线的启用相当于关闭了CPU在实模式下寻址的“回滚”机制。在后续代码中也将看到利用此特点来验证A20地址线是否确实已经打开。