Procesadores

Arquitectura IA-32

Antecedentes


Año 1978: Se lanza la familia iaPx86
−

Procesador 8086: 16 bits

−

8 meses después: Procesador 8088. Ídem 8086
pero bus externo = 8 bits
Compromiso público de compatibilidad ascendente.

Procesador base de la primer IBM PC




Año 1982: Procesador 80286
−

Arquitectura de 16 bits

−

Capacidad de multitasking

−

Sinsuficientes recursos de hardware para hostear
un UNIX clásico

Antecedentes (2)




Año 1985: Procesador 80386. Presentación de
la Arquitectura IA-32
Hasta el presente mas de 15 modelos de
procesadores compatibles y 7
microarquitecturas diferentes.

Modos de operación


Real



Protegido



Virtual 8086



Mantenimiento del Sistema (SMM)



Extended Memory 64Technology (IA-32e)
– Modo Compatibilidad (32 bits)
– Modo 64 bits

Modos de operación (2)

Modo Real: Entorno de ejecución en 16 bits









Cualquier procesador IA-32 arranca en este
modo de operación.
Presenta de manera exacta el entorno de
ejecución de un 8086.
Razones de esto: Compatibilidad.
Administración de memoria por medio de
segmentos.
No posee paginaciónAdministración de memoria Generalidades


Existen dos formas de organizar la memoria de
un computador
−

En segmentos

−

En páginas

Segmentación


Los segmentos son de tamaño variable



No necesariamente son contiguos.



Se pueden solapar o estar disjuntos.



Se direcciona por medio de un registro base
mas otro que determina un desplazamiento u
offset.−

Un Contador de Programa a través de un segmento
de código.

−

Un Stack Pointer a través de un Segmento de pila

Segmentación (2)


Ventajas.
– Manteniendo fijo el valor del segmento el
movimiento a través del mismo se realiza solo
con el registro de desplazamiento.
– Reubicación en memoria simple de código, pilas y
bloques de datos.



Desventajas
– Es engorrosoadministrar memoria con bloques
de tamaño variable

Paginación


Tamaño fijo. Ej: 4 Kbytes



No se solapan.



Ventajas.
– Administración simple de la memoria (tamaño fijo)



Desventajas
– Si requiero memoria para una variable de 1 byte
el sistema me asigna una página completa.
– Si se requiere reubicar código el algoritmo, en
principio, es complejo.

Administración deMemoria en x86








Al principio Intel definió organizar el espacio de
direccionamiento de la Familia iAPx86 en
segmentos.
El compromiso de compatibilidad ató a los
siguientes procesadores a mantener este
esquema.
Los procesadores 8086 y 8088 definieron 4
registros de segmento para almacenar hasta 4
selectores de segmento.
Al trabajar con registros de 16 bits los
segmentostienen a lo sumo 64K de tamaño.

Modo Real: Entorno de ejecución en 16 bits
El Modelo de 32 bits de Registros Generales
El Modelo de 32 bits de Registros Generales
está disponible en Modo Real
está disponible en Modo Real

Direccionamiento en modo real
Dirección
L ógica

15

15
0

Selector

0

Desplazamiento

16
19
0
Dirección Base

19
0
Dirección Física

A l Busde
Al
A ddress

Reglas de Selección de Segmentos

Modo protegido





Modo de trabajo no default, pero natural para
este tipo de procesadores
Se setea por software desde Modo Real
Implementa una alta capacidad de
direccionamiento de memoria
−

4 Gbytes hasta el procesador Pentium y Pentium
MMX

−

64 Gbytes en los procesadores Pentium Pro en
adelante (activando porsoftware extensiones de
memoria)

Modo protegido (2)


Empleado por sistemas operativo modernos.



32 bits



Permite el modo Virtual 8086 para ejecutar un
programa desarrollado para un procesador
8086/8088 como una tarea en modo protegido.

Modo Mantenimiento del Sistema (SMM)






Modo de trabajo para realizar operaciones
especiales como Manejo de energía o...