主板晶元組和記憶體對映

2021-10-07 07:10:36 字數 1982 閱讀 6577

我將寫一些關於計算機內部的文章,目的是解釋現代核心的工作原理。

我希望對那些對這些東西感興趣但沒有經驗的發燒友和程式設計師有用。

重點是linux,windows和intel處理器。

內部結構對我來說是一種愛好,我已經編寫了很多核心模式**,但是有一段時間沒有這樣做了。

第一篇文章介紹了基於intel的現代主機板的布局,cpu如何訪問記憶體以及系統記憶體對映。

首先,讓我們看看當今的英特爾計算機是如何連線的。

下圖顯示了主機板中的主要元件和可疑的顏色味道:

現代主機板的示意圖。

北橋和南橋組成晶元組。

當您檢視此內容時,要記住的關鍵是cpu對連線的東西一無所知。

它通過自己的別針與外界對話,但並不關心外界是什麼。

它可能是計算機中的主機板,但也可能是烤麵包機,網路路由器,大腦植入物或cpu測試台。

cpu與外部進行通訊的主要方式有三種:記憶體位址空間,i / o位址空間和中斷

我們現在只擔心主機板和記憶體。

在主機板中,cpu通往世界的閘道器是將其連線到北橋的前端匯流排

每當cpu需要讀取或寫入記憶體時,都會通過此匯流排進行。

它使用一些引腳傳送要寫入或讀取的物理記憶體位址,而另一些引腳傳送要寫入的值或接收要讀取的值。

英特爾酷睿2 qx6600具有33個引腳來傳輸物理記憶體位址(因此有2 ^ 33 ^個儲存位置選擇)和64個引腳來傳送或接收資料(因此資料在64位資料路徑中傳輸,或8個位元組的塊)。

儘管大多數晶元組最多只能處理8 gb的ram,但這使cpu可以物理定址64 gb的記憶體(2 ^ 33 ^個位置* 8位元組)。

位址的大部分被對映到ram,但是當位址不是對映時,記憶體對映會告訴晶元組哪個裝置應該為這些位址的請求提供服務。

下圖顯示了英特爾pc中前4g物理記憶體位址的典型記憶體對映:

英特爾系統中前4 gb的記憶體布局。

實際位址和範圍取決於計算機中使用的特定主機板和裝置,但是大多數core 2系統都與上述情況非常接近。

所有棕色區域均對映為遠離ram。

請記住,這些是主機板匯流排上使用的實體地址。

在cpu內部(例如,在我們執行和編寫的程式中),記憶體位址是邏輯的,在匯流排上訪問記憶體之前,它們必須由cpu轉換為實體地址。

將邏輯位址轉換為實體地址的規則很複雜,並且取決於cpu執行的模式(實模式,32位保護模式和64位保護模式)。

不管轉換機制如何,cpu模式都會確定可以訪問多少物理記憶體。

例如,如果cpu在32位模式下執行,則它只能以物理方式定址4 gb(嗯,有乙個稱為實體地址擴充套件的異常,但現在忽略它)。

由於前1 gb左右的實體地址已對映到主機板裝置因此cpu只能有效地使用約3 gb的ram(有時更少-我有一台vista機器,只能使用2.4 gb)。

如果cpu處於實模式,則它只能定址1 mb的物理ram(這是早期intel處理器能夠支援的唯一模式)。

另一方面,以64位模式執行的cpu可以物理訪問64gb(儘管很少有晶元組支援那麼多的ram)。

在64位模式下,可以使用系統中total ram上方的實體地址來訪問與主機板裝置竊取的實體地址相對應的ram區域。

這稱為**記憶體,它是在晶元組的幫助下完成的。

英特爾酷睿2四核q6000序列資料表是乙個處理器資料表。

它記錄了處理器中的每個插針(實際上並沒有很多,將它們分組後,實際上沒什麼用了)。

令人著迷的東西,儘管有些奧秘。

英特爾軟體開發人員手冊非常出色。

他們遠離神秘的事物,很好地解釋了有關該架構的各種事情。

第1卷和第3a卷的內容不錯(不要用名字來拖延,「卷」很小,可以有選擇地閱讀)。

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