實(shí)模式和保護(hù)模式的區(qū)別

1、實(shí)模式和保護(hù)模式的區(qū)別實(shí)模式和保護(hù)模式的區(qū)別實(shí)模式和保護(hù)模式的區(qū)別實(shí)模式和保護(hù)模式的區(qū)別2009083120:19551人閱讀評論(1)收藏舉報(bào)從80386開始，cpu有三種工作方式：實(shí)模式，保護(hù)模式和虛擬8086模式。只有在剛剛啟動的時(shí)候是realmode，等到linux操作系統(tǒng)運(yùn)行起來以后就運(yùn)行在保護(hù)模式（所以存在一個(gè)啟動時(shí)的模式轉(zhuǎn)換問題）。實(shí)模式只能訪問地址在1M以下的內(nèi)存稱為常規(guī)內(nèi)存，我們把地址在1M以上的內(nèi)存稱為擴(kuò)展內(nèi)存。在保

2、護(hù)模式下，全部32條地址線有效，可尋址高達(dá)4G字節(jié)的物理地址空間擴(kuò)充的存儲器分段管理機(jī)制和可選的存儲器分頁管理機(jī)制，不僅為存儲器共享和保護(hù)提供了硬件支持，而且為實(shí)現(xiàn)虛擬存儲器提供了硬件支持支持多任務(wù)，能夠快速地進(jìn)行任務(wù)切換和保護(hù)任務(wù)環(huán)境4個(gè)特權(quán)級和完善的特權(quán)檢查機(jī)制，既能實(shí)現(xiàn)資源共享又能保證代碼和數(shù)據(jù)的安全和保密及任務(wù)的隔離支持虛擬8086方式，便于執(zhí)行8086程序。1.虛擬8086模式是運(yùn)行在保護(hù)模式中的實(shí)模式，為了在32位保護(hù)模式下

3、執(zhí)行純16位程序。它不是一個(gè)真正的CPU模式，還屬于保護(hù)模式。2.保護(hù)模式同實(shí)模式的根本區(qū)別是進(jìn)程內(nèi)存受保護(hù)與否?？蓪ぶ房臻g的區(qū)別只是這一原因的果。實(shí)模式將整個(gè)物理內(nèi)存看成分段的區(qū)域程序代碼和數(shù)據(jù)位于不同區(qū)域，系統(tǒng)程序和用戶程序沒有區(qū)別對待，而且每一個(gè)指針都是指向“實(shí)在“的物理地址。這樣一來，用戶程序的一個(gè)指針如果指向了系統(tǒng)程序區(qū)域或其他用戶程序區(qū)域，并改變了值，那么對于這個(gè)被修改的系統(tǒng)程序或用戶程序，其后果就很可能是災(zāi)難性的。為了克服

4、這種低劣的內(nèi)存管理方式，處理器廠商開發(fā)出保護(hù)模式。這樣，物理內(nèi)存地址不能直接被程序訪問，程序內(nèi)部的地址（虛擬地址）要由操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為物理地址去訪問，程序?qū)Υ艘粺o所知。至此，進(jìn)程（這時(shí)我們可以稱程序?yàn)檫M(jìn)程了）有了嚴(yán)格的邊界，任何其他進(jìn)程根本沒有辦法訪問不屬于自己的物理內(nèi)存區(qū)域，甚至在自己的虛擬地址范圍內(nèi)也不是可以任意訪問的，因?yàn)橛幸恍┨摂M區(qū)域已經(jīng)被放進(jìn)一些公共系統(tǒng)運(yùn)行庫。這些區(qū)域也不能隨便修改，若修改就會有:SIGSEGV（linux段錯(cuò)

5、誤）非法內(nèi)存訪問對話框（windows對話框）。CPU啟動環(huán)境為16位實(shí)模式，之后可以切換到保護(hù)模式。但從保護(hù)模式無法切換回實(shí)模式那么保護(hù)模式下最大的變化是什么呢？答案可能因人而異，我的答案是“地址轉(zhuǎn)換方式”變化最大。第三：地址轉(zhuǎn)換方式比較第三：地址轉(zhuǎn)換方式比較先看一下實(shí)模式下的地址轉(zhuǎn)換方式，假設(shè)我們在ES中存入0x1000，DI中存入0xFFFF那么ES:DI=0x10000x100xFFFF=0x1FFFF這就是“左移4位加偏移”。

6、那么如果在保護(hù)模式下呢？假設(shè)上面的數(shù)據(jù)不變ES=0x1000，DI=0xFFFF，現(xiàn)在ES:DI等于什么呢？公式如下：（注：0x1000=1000000000000b=1000000000000）ES:DI=全局描述符表中第0x200項(xiàng)描述符給出的段基址0xFFFF現(xiàn)在比較一下，好象是不一樣。再仔細(xì)看看，又好象沒什么區(qū)別！為什么說沒什么區(qū)別，因?yàn)槲业南敕ㄊ?，既然ES中的內(nèi)容都不是真正的段地址，憑什么實(shí)模式下稱ES為“段寄存器”，而到了保

7、護(hù)模式就說是“選擇子”？其實(shí)它們都是一種映射，只是映射規(guī)則不同而已：在實(shí)模式下這個(gè)“地址轉(zhuǎn)換方式”是“左移4位”；在保護(hù)模式下是“查全局局部描述表”。前者是系統(tǒng)定義的映射方式，后者是用戶自定義的轉(zhuǎn)換方式，而它影響的都是“shadowregister”。從函數(shù)的觀點(diǎn)來看，前者是表達(dá)式函數(shù)，后者是列舉式函數(shù)：實(shí)模式：F(essegment)=segment|segment=es0x10保護(hù)模式：F(essegment)=segment|(e

8、ssegment)∈GDTLDT其中GDT、LDT分別表示全局描述符表和局部描述符表。第四：保護(hù)模式基本組成第四：保護(hù)模式基本組成保護(hù)模式最基本的組成部分是圍繞著“地址轉(zhuǎn)換方式”的變化增設(shè)了相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。1、數(shù)據(jù)段前面說過，實(shí)模式下的各種代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧段、中斷服務(wù)程序仍然存在，我將它們統(tǒng)稱為“數(shù)據(jù)段”，本文從此向下凡提到數(shù)據(jù)段都是使用這個(gè)定義。2、描述符保護(hù)模式下引入描述符來描述各種數(shù)據(jù)段，所有的描述符均為8個(gè)字節(jié)（07)，由第5個(gè)

9、字節(jié)說明描述符的類型，類型不同，描述符的結(jié)構(gòu)也有所不同。若干個(gè)描述符集中在一起組成描述符表，而描述符表本身也是一種數(shù)據(jù)段，也使用描述符進(jìn)行描述。從現(xiàn)在起，“地址轉(zhuǎn)換”由描述符表來完成，從這個(gè)意義上說，描述符表是一張地址轉(zhuǎn)換函數(shù)表。3、選擇子選擇子是一個(gè)2字節(jié)的數(shù)，其16位，最低2位表示RPL，第3位表示查表是利用GDT（全局描述符表）還是LDT（局部描述符表）進(jìn)行，最高13位給出了所需的描述符在描述符表中的地址。（注：13位正好足夠?qū)ぶ?/p>