查看“Memory Map (x86)”的源代码

本文描述BIOS跳转到自制bootloader代码时计算机物理内存的内容。（译者注：Bootloader可以翻译为引导加载程序，但是这样翻译很容易把前面的“引导”当作单个动词理解，引起误解，所以本文不再翻译了）

== 实模式地址空间 (< 1 MiB)==

当一台典型的x86 PC启动时，它将处于[[Real Mode|实模式]]，带有一个活动的[[BIOS]]。 在CPU保持在实模式期间，IRQ0(时钟)将重复触发，用于引导PC的硬件(软盘、硬盘、CD、网卡、USB)也将生成IRQ。
这意味着在PC引导过程中，必须仔细保留实模式IVT (中断向量表，见下文)，因为它正在使用中。

当[[IVT]]被[[IRQ]]激活时，它将调用BIOS例程来处理IRQ。
Bootloader还将访问[[BIOS#BIOS功能|BIOS功能]]。 这意味着BIOS使用的两个内存工作区 (BDA和EBDA) 在引导过程中也必须小心保存。 此外，每次BIOS处理IRQ0（每秒18次），BDA中的几个字节都会被BIOS覆盖
--因此，当IRQ在实模式下处于活动状态时，请勿尝试在那里存储任何内容。

在需要的BIOS功能被调用之后，并且你的内核已被加载到某个地方的内存中时，bootloader或内核可能会永远退出实模式 (通常是进入32位 [[Protected Mode|保护模式]])。 如果内核不再使用实模式，那么PC中的第一个0x500字节内存可能会被重用和覆盖。 (但是，为了更改[[HOW_DO_I_SET_a_GRAPHICS_MODE|视频显示模式]]，临时返回实模式是非常常见的。)

当CPU处于保护模式时，[[System Management Mode|系统管理模式]] (SMM) 仍然处于无形状态，并且无法关闭。 SMM似乎也在使用EBDA。 因此，EBDA存储区<b>永远</b>不应被覆盖。

注意: EBDA是一个可变大小的内存区域 (在不同的BIOS上)。 如果它存在，它在内存中总是低于0xA0000。
它的大小绝对保证不超过128 KiB。 较旧的计算机通常使用0x9fc00-0x9ffff中的1 KiB，现代固件能使用的更多一些。
你可以通过使用BIOS功能[[Detecting Memory (x86)#检测内存不足|INT 12h]]或通过检查BDA中0x413处的word来确定EBDA的大小（见下文）。
这两种方法都会告诉你在EBDA之前有多少常规内存可用。

还应注意，你的bootloader代码会被加载并在物理地址0x7C00到0x7DFF的内存中运行。 因此，在执行转移到第二阶段Bootloader或内核之前，那块内存区域可能也无法使用。

===概述===

{| {{wikitable}}
|-
!开始
! 结束
! 大小
! 描述
! colspan=2 | type
|-
! colspan=6 | 实模式地址空间(第一个MiB)
|-
| 0x00000000
| 0x000003FF
| 1 KiB
| 实模IVT (中断向量表)
| rowspan=2 |在实模式下无法使用
| rowspan=6 | 640 KiB内存(“下层内存-Low memory”)
|-
| 0x00000400
| 0x000004FF
| 256 bytes
| BDA (BIOS数据区-BIOS data area)
|-
| 0x00000500
| 0x00007BFF
| 差不多30KiB
| 常规内存
| rowspan=3 | 可用内存
|-
| 0x00007C00
| 0x00007DFF
| 512 bytes
| 你的OS引导扇区
|-
| 0x00007E00
| 0x0007FFFF
| 480.5 KiB
| 常规内存
|-
| 0x00080000
| 0x0009FFFF
| 128 KiB
| EBDA (扩展BIOS数据区-Extended BIOS Data Area)
| 部分由EBDA使用
|-
| 0x000A0000
| 0x000BFFFF
| 128 KiB
| 视频显示内存
| 硬件映射
| rowspan=4 | 384 KiB系统/预留（“上层内存-Upper Memory”）
|-
| 0x000C0000
| 0x000C7FFF
| 32 KiB (typically)
| Video BIOS
| rowspan=3 |ROM和硬件映射/Shadow RAM
|-
| 0x000C8000
| 0x000EFFFF
| 160 KiB (typically)
| BIOS扩展（BIOS Expansions）
|-
| 0x000F0000
| 0x000FFFFF
| 64 KiB
|主板BIOS
|}

===BIOS数据区（BDA）===

BDA只有部分被标准化，主要与实模式BIOS操作相关。
以下是部分列表。 有关更多详细信息，请参阅下面的外部链接参考。

{| {{wikitable}}
|-
! 地址(大小)
! 描述
|-
| 0x0400 (4 words)
| COM1-COM4串行的IO端口（每个地址为1个字，如果没有则为零）
|-
| 0x0408 (3 words)
| LPT1-LPT3并行IO口(每个地址为1个字，无地址为零)
|-
| 0x040E (word)
| EBDA基地址>>4(<b>通常！</b>)
|-
| 0x0410 (word)
| 检测到的硬件的打包位标志
|-
| 0x0413 (word)
|EBDA/不可用内存之前的千字节数
|- 
| 0x0417 (word)
|键盘状态标志
|-
| 0x041E (32 bytes)
| 键盘缓冲区
|-
| 0x0449 (byte)
|显示模式
|-
| 0x044A (word)
|文本模式列数
|-
| 0x0463 (2 bytes, taken as a word)
| 视频基本输入输出端口
|-
| 0x046C (word)
| 自启动以来的IRQ0定时器tick次数
|-
| 0x0475 (byte)
| 检测到的硬盘数量
|-
| 0x0480 (word)
| 键盘缓冲区开始
|-
| 0x0482 (word)
| 键盘缓冲端
|-
| 0x0497 (byte)
| 最近键盘LED/Shift键状态
|}

=== 扩展BIOS数据区 (EBDA)===

如果你在网上搜索，你可能会看到EBDA的“映射”。 但是，这些映射是针对原始IBM BIOS EBDA的。 当前的BIOS可能使用不同的映射。 EBDA区域没有标准化。

==扩展内存(>1 MiB)==

1 MiB以上的RAM区域不是标准化的、定义明确的或连续的。 其中可能有包含内存映射硬件的区域，只有设备驱动程序才能访问这些区域。 其中可能有包含你的初始化代码可能希望读取的ACPI表区域，然后可以覆盖和重用这些表。
有些ACPI区域则不能这样 “回收”。 计算机的一些RAM可能会扩展于4 GiB以上。

使用BIOS函数[[Detecting Memory (x86)#BIOS功能：INT 0x15，EAX=0xE820|INT 15h, EAX=0xE820]]获得可靠的扩展内存映射。


{| {{wikitable}}
|-
!开始
! 结束
! 大小
! 区域/异常
! 描述
|-
! colspan=5 | High Memory
|-
| 0x00100000
| 0x00EFFFFF
| 0x00E00000 (14 MiB)
| RAM -- 自由使用 (如果存在)
| 扩展内存<sup>1,2</sup>
|-
| 0x00F00000
| 0x00FFFFFF
| 0x00100000 (1 MiB)
| 可能的内存映射硬件
| ISA Memory Hole 15-16mb <sup>3</sup>
|-
| 0x01000000
| ????????
|???????? (不管是否存在)
| RAM —— 自由使用
| 更多扩展内存<sup>1</sup>
|-
| 0xC0000000 (有时，取决于主板和设备)
| 0xFFFFFFFF
| 0x40000000 (1 GiB)
| 不定（通常为内存映射设备保留）
| 内存映射PCI设备、PnP NVRAM？、IO APIC/s、本地APIC/s、BIOS.
|-
| 0x0000000100000000 (4 GiB以上的可能内存)
| ????????????????
|???????? (不管是否存在)
| RAM —— 自由使用（PAE/64位）
| 更多扩展内存<sup>1</sup>
|-
| ????????????????
| ????????????????
| ????????????????
| 可能的内存映射硬件
|可用于现代硬件中的内存映射PCI设备（但由于向后兼容性，通常不可用）
|}

<sup>1</sup>: 不同的计算机具有不同的内存容量，因此你可能会发现扩展内存的大小有所不同，可能是“无”(例如，旧的80386系统)到“很多”。

<sup>2</sup>: 自由使用，除了你的Bootloader (即GRUB) 可能已经在这里加载了你的 “模块”，并且你不想覆盖这些模块。

<sup>3</sup>: “ISA Memory Hole”（从0x00F00000到0x00FFFFFF）用于内存映射ISA设备（例如视频卡）。 现代计算机不需要这个孔，但一些芯片组仍然支持它(作为可选功能)，一些主板可能仍然允许使用BIOS选项来启用它，因此它可能存在于没有ISA设备的现代计算机中。


== 另见 ==
* [[Detecting Memory (x86)]]

===外部链接===
* https://web.archive.org/web/20120130052813/http://www.nondot.org/sabre/os/files/Booting/BIOS_SEG.txt --详细的BIOS数据区域映射
* http://www.bioscentral.com/misc/bda.htm -- 另一个详细的BIOS数据区域映射
* [http://files.osdev.org/mirrors/geezer/osd/ram/index.htm#layout Geezer的内存布局描述]
* http://stanislavs.org/helppc/bios_data_area.html

[[Category:X86]]