高メモリ領域

DOS メモリ管理では、ハイメモリ領域( HMA ) は、IBM ATまたは互換機の 1 メガバイトを超える最初の 65520バイトで構成されるRAM領域です。

リアルモードでは、Intel 8086およびそれ以降のプロセッサのセグメント化アーキテクチャは、16 ビットのセグメントと 16 ビットのオフセットでメモリ位置を識別し、(セグメント) × 16 + (オフセット) によって物理アドレスに変換されます。 1 メガバイト(MB) (2 ²⁰バイト) のメモリのみをアドレス指定することを意図していますが、セグメント:オフセットのアドレス指定は1 MB を超えるメモリを参照します ( )。そのため、80286およびそれ以降のプロセッサでは、このモードでは、1 MB マークの 16 バイト前から始まる 64 KB 範囲の一部として、拡張メモリの最初の 65520 バイト ( から ) を実際にアドレス指定できます。 1 MB のメモリと 20 のアドレスラインしかない Intel 8086および8088プロセッサでは、 20 番目のビットで折り返されたため、そのアドレスはと同等でした。^[1] FFFF:0010FFFF0 + 0010 = 100000FFFF:0000 (0xFFFF0)FFFF:FFFF (0x10FFEF)FFFF:00100000:0000

IBM は、新しい IBM PC ATコンピュータで低メモリにアクセスするためにこの機能に依存していた既存の DOS プログラムを実行できるようにするために、マザーボードに特別な回路を追加してラッピングアラウンドをシミュレートしました。この回路は、マイクロプロセッサの 21 番目のアドレスラインであるA20 をマザーボードの残りの部分から切り離すことができる単純な論理ゲートでした。このゲートは、最初はキーボードコントローラを介して制御され、RAM 全体にアクセスするプログラムを実行できるようにしました。^[1]

いわゆるA20ハンドラはアドレッシングモードを動的に制御することができ、^[1]それによりプログラムは1024～1088KBの領域に自身をロードし、リアルモードで実行することが可能となった。^[1]

HMA で実行するのに適したコードは、位置に依存しないようにコーディングされているか(相対参照のみを使用)、^[2]^{[1] HMA 内の特定のアドレスで動作するようにコンパイルされているか (通常、1 つまたは最大 2 つのコードのみが HMA を共有できる)、}段落境界またはオフセット再配置可能(ロード中にすべてのアドレスが固定される)になるように設計されている必要があります。^[2]^[1]

HMA 内のコード (またはデータ) が CPU によってアドレス指定される前に、対応するドライバーは HMA がマップされていることを確認する必要があります。これには、そのような要求がHMA の外部のメモリに残っているスタブを介してトンネリングされ、A20 ハンドラーが呼び出されて (一時的に) A20 ゲートが有効になる必要があります。^[2]^[1]ドライバーがパブリックデータ構造を示さず、基礎となるオペレーティングシステムによって既に制御されている割り込みまたは呼び出しのみを使用する場合、システムが A20 を処理するようにドライバーをシステムに登録して、別のスタブの必要性を排除できる可能性があります。^[1]^{[nb 1]}

マイクロソフト製品の中で HMA が最初に使用されたのは1988 年のWindows/286 2.1 で、このときHIMEM.SYSデバイスドライバが導入されました。1990 年のDigital ResearchのDR DOS 5.0 ^[3] ( ^[4]およびCONFIG.SYS経由)から、また 1991 年以降のMS-DOS 5.0 ^[3] (経由)からは、オペレーティングシステムのBIOSとカーネルの一部も HMA にロードできるようになり、^[3]^[5]最大 46 KB のコンベンショナルメモリが解放されました。^{[1]デバイスドライバや}常駐プログラム(TSR)などの他のコンポーネントは、少なくとも上位メモリ領域(UMA)にロードできましたが、 HMA にはロードできませんでした。DOS 5.0 以降では、^[5]DR DOS 6.0 (1991)以降では、ディスクバッファ ( 、および後に経由)、コマンドプロセッサ COMMAND.COM の一部、およびKEYB 、 NLSFUNC 、および SHARE などのいくつかの特殊な自己再配置ドライバも (オプションを使用して) HMA にロードできるため、従来の DOS ソフトウェアが使用できるコンベンショナルメモリと上位メモリがさらに解放されました。^[1]TASKMAXも、その一部を HMA に再配置したようです。^[6]^[7]NovellのNetWare LiteのNLCACHEや、 Personal NetWareおよびNovell DOS 7のNWCACHEの初期バージョンも HMA を利用できました。^[8]^[9]^{[7] MS-DOS/PC DOS では、COMMAND.COM の約 2 KB の共有部分と、準備された}コードページ用の DISPLAY.SYS ビットマップをHMA に再配置できます。^[10]^[10]^[11]MS-DOS 6.2 (1993)以降では、 DBLSPACE.BIN / DRVSPACE.BINの約 5 KB の部分がHMA 内で DOS と共存できます ( DBLSPACE / DRVSPACEが呼び出されない限り)。^[5]^[12]PC DOS 7.0 (1995) および2000では、DOSKEY がHMA (使用可能な場合) にロードされます。^[13]HIDOS.SYS /BDOS=FFFF HIDOS=ONDOS=HIGHDOS=HIGHHIBUFFERSBUFFERSHIGH/MH /NOHMASHAREもHMAにロードできる（/NOHMAオプションが指定されていない場合）。^[13]MS-DOS 7.0（1995）から8.0 （2000）では、HMAの一部は、ロードされたリアルモードドライバのさまざまなプロパティを記録する、増大するデータ構造を保持するためのスクラッチパッドとしても使用されている。^[7]^[14]^[15]

参照

メモリ不足（メモリの最初の 64 KB）
拡張メモリ(XMS)
拡張メモリ(EMS)
アンリアルモード
リベース
段落境界の再配置
セグメント内オフセットの再配置
SHELLHIGH (CONFIG.SYS ディレクティブ) SIZE=xxxx パラメータはデフォルトの HMA 事前割り当てを上書きします (DR-DOS 7.02 以降のみ) ^[16]
HMAREA (CONFIG.SYS ディレクティブ)は、DR DOS HIDOS.SYS /BDOS=xxxx パラメータと同様に、HMA セグメント (PTS-DOS のみ) を指定します。
不完全なアドレスデコード

注記

^ DR DOS 6.0以降では、常駐システム拡張機能SHAREおよびNLSFUNCにはスタブは必要ありません。これは、これらの拡張機能が多重割り込み INT 2Fh のみをフックし、バックドアインターフェイスを使用してカーネル空間の割り込みチェーンにフックできるため、カーネルのゲートA20 ハンドラーがスタブの機能を提供できるためです。

参考文献

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さらに読む

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[NB_Backdoor-3] DR DOS 6.0以降では、常駐システム拡張機能SHAREおよびNLSFUNCにはスタブは必要ありません。これは、これらの拡張機能が多重割り込み INT 2Fh のみをフックし、バックドアインターフェイスを使用してカーネル空間の割り込みチェーンにフックできるため、カーネルのゲートA20 ハンドラーがスタブの機能を提供できるためです。

[Paul_2002_HMA-1] Paul, Matthias R. (2002-02-02). "Treiber dynamisch nachladen (Intra-Segment-Offset-Relokation zum Laden von TSRs in die HMA)" [ドライバーの動的ロード (TSR を HMA にロードするためのセグメント内オフセット再配置)] (ドイツ語).ニュースグループ: de.comp.os.msdos。 2017-09-09 にオリジナルからアーカイブ。2017-07-02に取得。(注: HMA の歴史と「性質」、および HMA にロードされる常駐システム拡張機能を開発する際に遵守すべき、明らかではない設計上の制約について、包括的な概要を示します。また、スタブ、バックドア、およびセグメント内オフセット再配置を使用してこれらの問題に対処する方法についても説明します。セグメント内オフセット再配置は、 HMA に再配置できるDR-DOSドライバーで使用される方法で、著者の FreeKEYB ドライバーの動的なデッドコード除去の基礎として使用される (より洗練された) 方法に似ています。)

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[Dryfoos_1991_DOS5-4] Dryfoos, Mike, ed. (1991-09-18) [1991-07-19]. 「MS-DOS 5.0 開発事後報告書」(PDF) (裁判所文書として郵送). Microsoft . p. 10. MS-PCA1179169 (MS-PCA1179159-MS-PCA1179191). MS7020988 (MS7020978-MS7021010). Depo. Ex. 1109. Comes v Microsoft Plaintiff's Exhibit 3473. CA.No.2:96CV645B Plaintiff's Exhibit 477. 2019-04-02 にオリジナルからアーカイブ(PDF)されました。2019-07-22に取得。[…] 機能追加への最も重要な刺激の 1 つは、1990 年の春に初めて知ったDRDOS 5.0からの競争圧力でした。DRDOS の機能セットにより、 UMBサポート、タスクスワッピング、Undelete が追加されました。 […] チーム管理の注意のかなりの部分が、ファイル転送ソフトウェア、Undelete、ネットワークインストールなどの新機能に向けられました […] 最終的に、この状況は 1990 年 7 月末に危機的状況に達し、BradSの指揮の下、チーム管理は一連の困難な会議を費やして、プロジェクトを終了するスケジュールとプロセスを確定しました […](1+32ページ)

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