Facoltà di Ingegneria Tesi di laurea ANALISI DELLE TECNOLOGIE ...

L’Intel 8086 aveva 14 registri di 16-bit: quattro di essi (AX,BX,CX,DX) sono general-
purpose registers (GPRs) e vi si può accedere con 2 byte separati (BH e BL per esempio); ci
sono due pointer registers, SP che punta alla sommità dello stack e BP che viene usato per
puntare in un’altra zona dello stack; due registri SI e DI sono per array indexing; quattro
segment registers (CS,DS,SS,ES) sono usati per formare un indirizzo di memoria; il flags
register contiene flags come il carry flag, l’overflow flag e lo zero flag; l’IP (instruction
pointer) punta alla prossima istruzione che verrà presa dalla memoria per essere eseguita.
Con l’arrivo del modello 80386 nel 1985, Intel estese l’architettura a 32 bit (questa
architettura è detta anche IA-32) e per le due decadi successive l’architettura base a 32 bit
rimase la stessa, salvo alcune aggiunte e nuove caratteristiche, come nuovi registri e nuove
unità di supporto alla CPU. Nel 2003, AMD ha introdotto l’estensione a 64-bit
dell’architettura x86 (AMD64), seguita nel 2004 da Intel con la IA-32e.
Nella versione a 32-bit, tutti i registri, tranne i segment registers, sono estesi a 32 bit, e ciò è
rappresentato con il prefisso “E” nel nome del registro (ad esempio, al registro AX a 16 bit
corrisponde il registro EAX a 32 bit); vengono aggiunti due segment registers (FS e GS) e una
floating-point unit (FPU).
Nei processori a 64-bit, i registri sono estesi da 32 a 64 bit, e ciò si rappresenta con il prefisso
“R” nel nome del registro (per esempio RAX è il registro AX esteso a 64 bit).
I processori basati sull’8086 hanno due modalità operative fondamentali: real mode (user
mode) e protected mode (kernel mode).
Il real mode è caratterizzato da uno spazio d’indirizzamento di memoria segmentato in 20 bit
(può essere indirizzato solo 1 MB di memoria) e dalla mancanza di protezione della memoria
e di multitasking a livello hardware. Le applicazioni vengono eseguite in questa modalità e
possono usare l’hardware attraverso le system calls.
Il protected mode espande la memoria fisica indirizzabile a 16 MB e quella virtuale a 1 GB,
fornendo la protezione della memoria per evitare che i programmi si possano danneggiare tra
loro. E’ possibile eseguire le istruzioni di CPU, incluse quelle privilegiate (interruzioni,
gestione di memoria, I/O) [15].
Le modalità user/kernel sono basate sul fatto che la memoria RAM è divisa in pagine: prima
che un’istruzione privilegiata venga eseguita, la CPU prima controlla se la pagina da cui si
origina l’istruzione abbia il giusto codice a 2 bit. Le istruzioni più privilegiate richiedono un
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