实模式与保护模式
1. 实模式,又叫实地址模式,CPU完全按照8086的实际寻址方法访问从00000h--FFFFFh(1MB大小)的地址范围的内存,在这种模式下,CPU只能做单任务运行;寻址公式为:物理地址=左移4位的段地址+偏移地址,即:物理地址是由16位的段地址和16位的段内偏移地址组成的。 2.保护模式,又叫内存保护模式,寻址采用32位段和偏移量,最大寻址空间4GB,在这种模式下,系统运行于多任务,设计这种模式的原因和好处是:保护模式增加了寻址空间,增加了对多任务的支持,增加了段页式寻址机制的内存管理(分段机制使得段具有访问权限和特权级,各应用程序和操作系统的代码和核心是被保护的,这也是多任务支持的实现关键和保护这个名字的由来)。寻址过程为:物理地址=由段地址查询全局描述符表中给出的段基址+偏移地址,即:物理地址由影像寄存器中的基址加上16位或者32位的偏移组成。
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1:实模式 是CPU启动的时候的模式 这时候就相当于一个速度超快的8086 不能使用多线程 不能实现权限分级 还不能访问20位以上地址线,也就是说只能访问1M内存(!!!) 2:保护模式 操作系统接管CPU后. 会使CPU进入保护模式. 这时候可以发挥80x86的所有威力.. 包括权限分级.内存分页.等等等等各种功能 ============================================
1.虚拟8086模式是运行在保护模式中的实模式,为了在32位保护模式下执行纯16位程序。它不是一个真正的CPU模式,还属于保护模式。
2.保护模式同实模式的根本区别是进程内存受保护与否。可寻址空间的区别只是这一原因的果。 实模式将整个物理内存看成分段的区域,程序代码和数据位于不同区域,系统程序和用户程序没有区别对待,而且每一个指针都是指向"实在"的物理地址。这样一 来,用户程序的一个指针如果指向了系统程序区域或其他用户程序区域,并改变了值,那么对于这个被修改的系统程序或用户程序,其后果就很可能是灾难性的。为 了克服这种低劣的内存管理方式,处理器厂商开发出保护模式。这样,物理内存地址不能直接被程序访问,程序内部的地址(虚拟地址)要由操作系统转化为物理地 址去访问,程序对此一无所知。至此,进程(这时我们可以称程序为进程了)有了严格的边界,任何其他进程根本没有办法访问不属于自己的物理内存区域,甚至在 自己的虚拟地址范围内也不是可以任意访问的,因为有一些虚拟区域已经被放进一些公共系统运行库。这些区域也不能随便修改,若修改就会有: SIGSEGV(linux 段错误);非法内存访问对话框(windows 对话框)。
CPU启动环境为16位实模式,之后可以切换到保护模式。但从保护模式无法切换回实模式
3.事实上,现在的64位奔腾4处理器,拥有三种基本模式和一种扩展模式,
a)基本模式:
****保护模式:纯32位保护执行环境。
****实模式:纯16位无保护执行环境。
****系统管理模式:当SMI引脚为有效进入系统管理模式,首先保存当前的CPU上下文。它有独立的地址空间,用来执行电源管理或系统安全方面的指令。
b)扩展模式:****IA-32e模式,64位操作系统运行在该模式。该模式有两种子模式: 1)**兼容模式:该模式下,64位操作系统运行在32位兼容环境,能正常运行16,32位应用程序就像基本的保护模式一样,访问32位地址空间,但不能 运行纯16位实模式程序(就是不能运行虚拟86模式程序了)。
2)**64位模式:在该模式下,处理器完全执行