8086/8088实模式的内存布局

8086/8088 是 Intel 早期的 16 位处理器，工作在 实模式（Real Mode） 下。其内存布局具有鲜明的时代特征，深刻影响了后续 x86 架构的设计。

一、核心特性

20 位地址线 + 1MB 寻址空间

地址总线：20 根（A0--A19）
最大物理内存 ：2²⁰ = 1,048,576 字节 = 1 MB
寻址方式 ：段地址:偏移地址 （Segment:Offset）
- 物理地址 = 段地址 × 16 + 偏移地址
- 例如：0x07C0:0x0000 → 0x07C00

💡 虽然寄存器是 16 位，但通过分段机制可访问 1MB 空间。

二、标准内存布局（上电后）

地址范围（物理地址）	用途	说明
0x00000 -- 0x003FF	中断向量表（IVT）	256 个中断向量（每个 4 字节），共 1KB
0x00400 -- 0x004FF	BIOS 数据区（BDA）	存储设备信息、键盘缓冲区等
0x00500 -- 0x9FFFF	常规内存（Conventional Memory）	DOS 程序可用的主内存（≈ 640 KB）
0xA0000 -- 0xBFFFF	Upper Memory Area (UMA)	视频 RAM、适配器 ROM 等
0xA0000--0xAFFFF	图形显存（如 VGA）	文本/图形模式帧缓冲
0xB0000--0xB7FFF	单色显存（MDA）	旧式单色显示器
0xB8000--0xBFFFF	彩色显存（CGA/EGA/VGA）	文本模式：0xB8000 开始
0xC0000 -- 0xDFFFF	扩展 BIOS ROM	硬盘控制器、网卡等 Option ROM
0xE0000 -- 0xEFFFF	系统 BIOS ROM	主板固件（POST、INT 服务例程）
0xF0000 -- 0xFFFFF	系统 BIOS（复位向量）	CPU 启动时从此处取指令

🔑 关键点：

640 KB 墙：DOS 程序最多使用 640 KB 内存（0x00000--0x9FFFF）

UMA（Upper Memory Area）：384 KB（0xA0000--0xFFFFF）被硬件占用

三、详细区域解析

（一）中断向量表（IVT）--- 0x00000 ～ 0x003FF

存放 256 个中断处理程序入口地址
每个条目：偏移（2B） + 段（2B）
重要中断：
- INT 10h：视频服务（显示字符）
- INT 13h：磁盘服务
- INT 16h：键盘输入
- INT 19h：引导加载

（二）BIOS 数据区（BDA）--- 0x00400 ～ 0x004FF

关键字段（偏移从 0x400 开始）：
- 0x410：设备标志（内存大小、软驱数量等）
- 0x417：键盘状态（Shift/Caps Lock 等）
- 0x450：RS-232 串口基地址

（三）常规内存--- 0x00500 ～ 0x9FFFF

DOS 和应用程序的主要运行空间
COM 程序 ：加载到 0x100（PSP 后）
EXE 程序：由 DOS 加载器分配段

（四）视频内存 --- 0xB8000（彩色文本模式）

每字符占 2 字节：ASCII + 属性
- 属性字节：背景色（高 4 位）、前景色（低 4 位）
示例：在屏幕左上角显示 'A'（白色）：

cpp 复制代码

mov ax, 0xB800
mov es, ax
mov word [es:0], 0x0741   ; 0x41='A', 0x07=白底黑字

1. 屏幕布局

文本模式分辨率 ：80 列 × 25 行 = 2000 个字符
总内存占用 ：2000 × 2 = 4000 字节 （从 0xB8000 到 0xB8F9F）
每行偏移：160 字节（80 字符 × 2）

💡 第 row 行、第 col 列的偏移计算：

复制代码

offset = (row * 80 + col) * 2;

2. 数据格式

每个字符占 2 个字节（16 位）

字节偏移	位	含义
偶数地址（如 `0xB8000`, `0xB8002`...）	8 位	ASCII 字符码（Character Code）
奇数地址（如 `0xB8001`, `0xB8003`...）	8 位	属性字节（Attribute Byte）

💡 物理布局（小端序机器上连续存储）：

|-----------------------------------------------------------------------------------------|
| [0xB8000] = 'A' → 字符 [0xB8001] = 0x1F → 属性 [0xB8002] = 'B' [0xB8003] = 0x1F ... |

3. 属性格式

属性字节是一个 8 位值，结构如下：

|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 7 6 5 4 3 2 1 0 ┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐ │ BL │ R │ G │ B │ bl │ r │ g │ b │ └────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘ |

位	名称	作用
0--2	前景色（Foreground Color）	`bgr`（注意顺序是蓝-绿-红）
3	前景高亮（Foreground Intensity）	0=暗色，1=亮色
4--6	背景色（Background Color）	`BGR`（蓝-绿-红）
7	闪烁/背景高亮	* 默认：闪烁（Blink） * 若 BIOS 设置为"禁用闪烁"，则此位变为背景高亮（Background Intensity）

4. 常见颜色编码

位组合 (RGB)	颜色
`000`	黑色
`001`	蓝色
`010`	绿色
`011`	青色
`100`	红色
`101`	洋红（品红）
`110`	棕色/黄色
`111`	白色/浅灰

🧪 示例：写一个白色字符 'A' 到屏幕左上角