Table of Contents (Continued)
3.5
OFFSET, SEGMENT, AND PAGING MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.5.1
3.5.2
Offset Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Segment Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5.2.1 Real Mode Segment Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5.2.2 Virtual 8086 Mode Segment Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5.2.3 Segment Mechanism in Protected Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5.2.4 Segment Selectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5.3
3.5.4
Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.5.3.1 Global and Local Descriptor Table Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.5.3.2 Segment Descriptors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.5.3.3 Task, Gate, Interrupt, and Application and System Descriptors . . . . . . . . . . . . . . 71
Paging Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.6
INTERRUPTS AND EXCEPTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.6.1
3.6.2
3.6.3
Interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Interrupt Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6.3.1 Interrupt Vector Assignments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6.3.2 Interrupt Descriptor Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.6.4
3.6.5
3.6.6
Interrupt and Exception Priorities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Exceptions in Real Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Error Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.7
SYSTEM MANAGEMENT MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.7.5
3.7.6
3.7.7
3.7.8
SMM Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
SMI# Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
SMM Configuration Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
SMM Memory Space Header . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
SMM Instructions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
SMM Memory Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
SMI Generation for Virtual VGA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
SMM Service Routine Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.8.1 SMI Nesting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
3.7.8.2 CPU States Related to SMM and Suspend Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
3.8
3.9
HALT AND SHUTDOWN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
3.9.1
3.9.2
3.9.3
Privilege Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
I/O Privilege Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Privilege Level Transfers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
3.9.3.1 Gates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Initialization and Transition to Protected Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.9.4
3.10 VIRTUAL 8086 MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.10.1 Memory Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.10.2 Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.10.3 Interrupt Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.10.4 Entering and Leaving Virtual 8086 Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.11 FLOATING POINT UNIT OPERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.11.1 FPU Register Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.11.2 FPU Tag Word Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.11.3 FPU Status Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
3.11.4 FPU Mode Control Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Revision 1.1
5
www.national.com
NSC [ National Semiconductor ]
