x86 - 段偏移方法是所有 x86 芯片通用的还是只有 8086 通用的？

Question

在 8086 中使用汇编语言编程中的逻辑地址来引用内存。此功能是否适用于所有 x86 芯片，包括现代奔腾微处理器？

Answer 1

所有 16 位和 32 位 x86 行（8086、8088、80186、80286、80386、i486、奔腾等）都使用某种形式的段/偏移寻址。然而，该段所指的确切内容从 8086/88/186 线路到 80286 以后的线路发生了巨大变化。

在早期的芯片中，没有虚拟寻址，段指的是 20 位内存地址的高 16 位，而偏移量是 16 位偏移量。这意味着您有 1MB 的直接可寻址内存通过一组高度重叠的 64KB 块访问。

后来的“保护模式”芯片大大改变了这一点。段不再仅仅是物理地址的高 16 位，而是现在成为两个查找表（GDT 或 LDT）之一的索引，其中包含指向基地址、大小限制、保护权限等的内存结构.段的。偏移量从该存储的基地址开始工作，并根据大小限制器进行检查，以确保您不会访问它之外的内存，从而确保必须明确设置重叠地址（如果有）而不是隐式重叠早期的芯片组。80286 仍然有大小限制为 64KB 的段，但 80386 和后来完全摆脱了这一点。

段仍然被芯片隐式使用。代码从 CS 段中获取（除非另有特别说明）。数据是从 DS 段中提取的（除非另有特别说明）。ES 用于许多操作中的目的地（同样，除非......你知道演习）。通过 SS 等方式访问堆栈。然而，32 位处理器（80286 后）上的许多操作系统（甚至可能全部？）只是将所有段映射到相同的内存空间，从而模仿平面地址空间布局。如果您为 Windows NT 或更高版本编程，或者如果您为 Linux 系统或类似系统编程，您可能根本不考虑分段。

AMD64 指令再次不同，基本上是朝着完全消除段迈出的一步。它通常是用于在该环境中进行保护的寻呼系统。

Answer 2

通过 32 位保护模式，所有寻址仍然使用段寄存器——但在几乎每个 32 位操作系统中，四个主段寄存器设置为基地址为 0，限制为 4 GB，因此它们'基本上都是“通过”。所有地址转换都是通过分页单元完成的。

在 64 位模式下，大多数其他选项（无论如何都没有人使用）被简单地删除。段仍然在有限的程度上被使用（主要是在 64 位模式和兼容模式之间切换），但仅此而已。

Answer 3

所有 32 位 x86 机器都支持完整的段寄存器集并通过它们访问内存。amd64/Intel 64 芯片的支持仍然有限，但删除了大部分分段功能。

然而，在保护模式下，与实模式不同，段寄存器不是简单地缩放并添加到地址中；它们是 GDT 或 LDT（全局或局部描述符表）的索引，其中包含描述基数（起始地址）和大小限制的段描述符，以及段的权限位。检查地址是否小于限制并添加到指定的基数，并根据权限位检查访问。