LOADALL - LOADALL

LOADALL je běžný název pro dva různé, nedokumentované pokyny ke stroji z Intel 80286 a Intel 80386 procesory, které umožňují přístup do oblastí stavu interního procesoru, které jsou obvykle mimo IA-32 API rozsah, jako registry mezipaměti deskriptorů. LOADALL pro 286 procesorů je kódován 0Fh 05h,[1] zatímco LOADALL pro 386 procesorů je 0Fh 07h.[2]

Obě varianty - jak název napovídá - načtou všechny vnitřní registry CPU v jedné operaci. LOADALL měl jedinečnou schopnost nastavit viditelnou část registrů segmentů (selektor) nezávisle na jejich odpovídající části v mezipaměti, což programátorovi umožnilo uvést CPU do stavů, které oficiální programovací model jinak neumožňuje.

Používání

Jako příklad užitečnosti těchto technik může LOADALL nastavit CPU tak, aby umožňoval přístup k celé paměti z skutečný režim, aniž byste jej museli přepínat neskutečný režim (což vyžaduje přepnutí do chráněný režim, přístup do paměti a nakonec přepnutí zpět do reálného režimu). Programy jako předXMS verze RAMDRIVE.SYS (1985),[3][1][4] SMARTDRV.SYS (1986)[4] stejně jako HIMEM.SYS (2.03, 1988-08-04; 2.04, 1988-08-17)[4] řidiči v MS-DOS, Jednotné softwarové systémy ' Vysílač (1985) a Konektor (1985) pro Lotus 1-2-3, Nad diskem (1986)[5] (A OMEZOVAČ od společnosti Above Software (dříve Tele-Ware West aka Los Angeles Securities Group ), který převedl pevný disk prostor nebo rozšířená paměť do rozšířená paměť ), a OS / 2 1.0[3][1] a 1.1[6] použil instrukci 286 LOADALL. DOS 3.3 a 4.0 rezervoval 102bajtovou vyrovnávací paměť v 0070: 0100h (kterou obvykle zabíral DOS BIOS data), takže nebylo nutné je ukládat a obnovovat pro LOADALL. Microsoft EMM386.EXE speciální případy instrukcí LOADALL 286 a 386 v neplatném obslužném programu opcode.[7] Zkoumání kódu monitoru virtuálního stroje v Windows / 386 2.10 ukazuje, že používá jak 286[Citace je zapotřebí ] a ještě méně známá varianta 386[Citace je zapotřebí ]. Microsoft HIMEM.SYS verze 2.06[8] také použil LOADALL k rychlému kopírování do az rozšířené paměti na 286 systémech.

Další zajímavé použití knihy LOADALL, uvedené v knize Návrh OS / 2,[9] by bylo umožnit spuštění dřívějších programů v reálném režimu v 16bitovém chráněném režimu, jak je používá Digitální výzkum je Souběžný DOS 286 od roku 1985,[10][11][12] stejně jako FlexOS 286[13] a IBM 4680 OS[14][15] od roku 1986. Označování všech mezipamětí deskriptorů v GDT a LDT „not present“ by umožnilo operačnímu systému zachytit opětovné načtení segmentových registrů, stejně jako pokusy o provedení „aritmetiky segmentu“ specifické pro reálný režim a emulovat požadované chování aktualizací deskriptorů segmentů (opět LOADALL). Tento „virtuální režim 8086“ pro 80286 byl však příliš pomalý, než aby byl praktický. Myšlenka musela být většinou vyřazena, navíc kvůli chybám v některých časných procesorech Intel 80286 před E-2 šlapání.[10][11][13] Výsledkem bylo, že OS / 2 1.x - a Windows také ve „standardním“ režimu - musely spouštět programy DOS v reálném režimu. Myšlenka však nebyla ztracena; to vedlo Intel k zavedení virtuální režim 8086 z 80386, umožňující implementaci „DOS boxy „konečně relativně efektivním a zdokumentovaným způsobem.

Protože program LOADALL neprováděl žádné kontroly platnosti dat načtených do registrů procesorů, bylo možné načíst stav procesoru, který nebylo možné normálně zadat, například pomocí skutečný režim (PE = 0) společně s stránkováním (PG = 1) na procesorech třídy 386.[2]

An emulátor v obvodu (ICE) je nástroj používaný pro ladění na nízké úrovni. Na procesoru Intel 80386 způsobí uplatnění nezdokumentovaného kolíku v místě B6, že mikroprocesor zastaví provádění a vstoupí do režimu ICE. Mikroprocesor ukládá celý svůj stav do oblasti paměti izolované od normální systémové paměti. Rozložení této oblasti je vhodné pro instrukci LOADALL a tuto instrukci používá kód ICE k návratu k normálnímu provedení.

V pozdějších procesorech se to vyvinulo Režim správy systému. V režimu SMM se instrukce RSM používá k načtení úplného stavu CPU z oblasti paměti. Rozložení této oblasti paměti je podobné tomu, které používá instrukce LOADALL.[16] Instrukci LOADALL ve stylu 386 lze provést také na 486, ale pouze v režimu SMM. V pozdějších procesorech převzala svou roli instrukce RSM s odlišným kódováním.

Microsoft Codeview 3.0 a Borland's Turbo debugger 2.0 správně dekóduje pokyny 286 a 386 LOADALL.[1]

Jelikož tyto dvě instrukce LOADALL nebyly nikdy zdokumentovány a na pozdějších procesorech neexistují, byly operační kódy znovu použity v AMD64 architektura.[17] Operačním kódem pro instrukci 286 LOADALL, 0F05, se stala instrukce AMD64 SYSCALL; instrukce 386 LOADALL, 0F07, se stala instrukcí SYSRET. Tyto definice byly zavedeny i na procesorech Intel se zavedením Intel 64 implementace AMD64.[18]

80286

Opcode 0F05. Instrukce čte data z adres 00800–00866 bez ohledu na obsah segmentových registrů.

Adresačíslo
bajtů		RegistrovatRegistrovatRegistrovatRegistrovat
008006nepoužívá
008062MSW, stavové slovo stroje
0080814nepoužívá
008162TR (registr úkolů)
008182vlajky
0081A2IP (instrukční ukazatel)
0081C2LDTR, místní
registr tabulky deskriptorů
0081E4× 2DS (data segment )SS (segment zásobníku)CS (segment kódu)ES (extra segment)
008264× 2DI (cílový index)SI (zdrojový index)BP (základní ukazatel)SP (ukazatel zásobníku)
0082E4× 2BXDXCXSEKERA
008364× 6ES deskriptor segmentuDeskriptor segmentu CSDeskriptor segmentu SSDeskriptor segmentu DS
0084E4× 6GDT,
tabulka globálního deskriptoru		LDT,
tabulka místního deskriptoru		IDT,
tabulka deskriptorů přerušení		TSS,
segment stavu úkolu

Instrukci 80286 LOADALL nelze použít k přepnutí z chráněného zpět do reálného režimu[19] (nemůže vyčistit bit PE v MSW). Použití instrukce LOADALL však může zabránit nutnosti úplně přepnout do chráněného režimu.

80386

Opcode 0F07. Instrukce načte data z adresy ES: EDI. Ve skutečnosti používá ES, ne deskriptor ES.

Adresačíslo
bajtů		RegistrovatRegistrovatRegistrovatRegistrovat
ES: EDI + 004CR0, řídicí registr 0
ES: EDI + 044EFLAGS
ES: EDI + 084EIP, ukazatel instrukce
ES: EDI + 0C4× 4EDI, cílový indexESI, zdrojový indexEBP, základní ukazatelESP, ukazatel zásobníku
ES: EDI + 1C4× 4EBXEDXECXEAX
ES: EDI + 2C2× 4DR6DR7
ES: EDI + 344TR, selektor stavu úkolu
ES: EDI + 384LDTR,
tabulka místního deskriptoru
ES: EDI + 3C4× 2GS, extra segmentnepoužíváFS, extra segmentnepoužívá
ES: EDI + 444× 2DS, datový segmentnepoužíváSS, segment zásobníkunepoužívá
ES: EDI + 4C4× 2CS, segment kódunepoužíváES, extra segmentnepoužívá
ES: EDI + 544× 12Deskriptor TSS,
selektor stavu úlohy		Deskriptor IDT,
tabulka deskriptorů přerušení		Deskriptor GDT,
tabulka globálního deskriptoru		Deskriptor LDT,
tabulka místního deskriptoru
ES: EDI + 844× 12GS deskriptor segmentuDeskriptor segmentu FSDeskriptor segmentu DSDeskriptor segmentu SS
ES: EDI + B42× 12Deskriptor segmentu CSDeskriptor segmentu ES

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d Schulman, Andrew; Michels, Raymond J .; Kyle, Jim; Paterson, Tim; Maxey, David; Brown, Ralf D. (1990). Nedokumentovaný DOS: Programátorský průvodce vyhrazenými funkcemi a datovými strukturami systému MS-DOS (1. vyd.). Addison-Wesley. str. 14–15. ISBN  978-0-201-57064-9. (stránky xviii + 694 + viii, diskety 2 × 5,25 " [1] ) Errata: [2][3]
  2. ^ A b Van Gilluwe, Frank (1994). PC bez dokladů (1. vyd.). Addison-Wesley. 62–70. ISBN  0-201-62277-7. [4]
  3. ^ A b Duncan, Ray; Petzold, Charles; Baker, M. Steven; Schulman, Andrew; Davis, Stephen R .; Nelson, Ross P .; Moote, Robert (1990). Rozšíření systému DOS (1. vyd.). Reading, MA, USA: Addison-Wesley Publishing Company, Inc. 100–103. ISBN  0-20155053-9.
  4. ^ A b C Nečasek, Michal (27.10.2013). „Více informací o LOADALLU a OS / 2“. Muzeum OS / 2. Archivováno od originálu dne 2018-10-17. Citováno 2018-10-17.
  5. ^ Collins, Robert R. (říjen 1991). „Instrukce LOADALL“. TECH Specialist - časopis pro pokročilé vývojáře PC. Lawrence, Kansas, USA: R&D Publications, Inc. 2 (10). ISSN  1049-913X. Archivováno od originálu 2020-02-20. Citováno 2018-10-17. [5] (Pozn. Časopis byl brzy přejmenován na „The DOS Developers Journal“ a nakonec na „The Windows / DOS Developer's Journal“ (ISSN 1059-2407).)
  6. ^ Nečasek, Michal (18.03.2011). „HIMEM.SYS, neskutečný režim a LOADALL“. Muzeum OS / 2. Archivováno z původního dne 2017-01-03. Citováno 2017-01-03.
  7. ^ Schulman, Andrew; Brown, Ralf D.; Maxey, David; Michels, Raymond J .; Kyle, Jim (1994) [listopad 1993]. Williams, Andrew (ed.). Nedokumentovaný DOS: Programátorský průvodce vyhrazenými funkcemi a datovými strukturami systému MS-DOS - rozšířen o MS-DOS 6, Novell DOS a Windows 3.1. Programovací řada Andrewa Schulmana (1. tisk, 2. vyd.). Reading, Massachusetts, USA: Nakladatelství Addison Wesley. str.42. ISBN  0-201-63287-X. (stránky xviii + 856 + vi, disketa 3,5 " [6] ) Errata: [7][8]
  8. ^ „Microsoft HIMEM.SYS 2.06 zdrojový kód“.
  9. ^ Deitel, Harvey M .; Kogan, Michael S. (1992). Návrh OS / 2. Addison-Wesley. ISBN  0-201-54889-5.
  10. ^ A b Foster, Edward (1985-05-13). „Super DOS čeká na nový 80286 - souběžný DOS 286 - se zpožděním, než Intel upgraduje čip - nabízí výkon Xenixu a kompatibilitu s IBM PC“. InfoWorld. InfoWorld Media Group. 7 (19): 17–18. ISSN  0199-6649. Archivováno od původního dne 2019-04-21. Citováno 2019-04-21.
  11. ^ A b Foster, Edward (26.08.1985). „Intel ukazuje nový čip 80286 - Budoucnost DRI Concurrent DOS 286 stále není jasná i po opravě procesoru“. InfoWorld. InfoWorld Media Group. 7 (34): 21. ISSN  0199-6649. Archivováno od původního dne 2019-04-21. Citováno 2019-04-21.
  12. ^ „Souběžný DOS 68K 1.2 - vývojářská sada pro Motorola VME / 10 - disk 2“. 1986-08-06 [1986-04-08]. Archivováno z původního dne 2019-04-03. Citováno 2018-09-13. (Pozn. Tento balíček obsahuje také některé soubory záhlaví z Souběžný DOS 286, včetně STRUCT.H, který výslovně uvádí LOADALL pro „emulaci 8086“.)
  13. ^ A b Dodatek FlexOS pro počítače s procesorem Intel iAPX 286 (PDF). 1,3 (1. vyd.). Digital Research, Inc. Listopad 1986. Archivováno (PDF) od původního dne 2019-04-21. Citováno 2018-08-14.
  14. ^ Calvo, Melissa; Forbes, Jim (02.02.1986). „IBM používat operační systém DRI“. InfoWorld. InfoWorld Media Group. Archivováno od původního dne 2019-04-21. Citováno 2011-09-06.
  15. ^ „IBM vybrala souběžný systém DOS-286 pro maloobchodní systém PC AT“ (PDF). Evropská recenze. Digitální výzkum (18): 1. března 1986. Archivováno (PDF) z původního dne 2019-04-03. Citováno 2018-09-15.
  16. ^ Collins, Robert R. (leden 1997). „Režim správy systému Intel“. Archivováno z původního dne 2017-01-03. Citováno 2017-01-03.
  17. ^ Nečasek, Michal (18. 10. 2013). „LOADALL znovu udeří“. Muzeum OS / 2. Archivováno z původního dne 2017-01-03. Citováno 2016-01-27.
  18. ^ „Příručka pro vývojáře softwaru Intel 64 a IA-32 Architectures, svazek 2B“ (PDF). Intel Corporation. Prosince 2015. Archivováno (PDF) od původního dne 2019-04-21. Citováno 2016-01-27.
  19. ^ Slater, Michael (říjen 1987). "Instrukce Secret 286 LOADALL umožňuje přístup k rozšířené paměti v reálném režimu". Zpráva mikroprocesoru.

Další čtení