實模式和保護模式的區(qū)別

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

2、護模式下，全部32條地址線有效，可尋址高達4G字節(jié)的物理地址空間擴充的存儲器分段管理機制和可選的存儲器分頁管理機制，不僅為存儲器共享和保護提供了硬件支持，而且為實現虛擬存儲器提供了硬件支持支持多任務，能夠快速地進行任務切換和保護任務環(huán)境4個特權級和完善的特權檢查機制，既能實現資源共享又能保證代碼和數據的安全和保密及任務的隔離支持虛擬8086方式，便于執(zhí)行8086程序。1.虛擬8086模式是運行在保護模式中的實模式，為了在32位保護模式下

3、執(zhí)行純16位程序。它不是一個真正的CPU模式，還屬于保護模式。2.保護模式同實模式的根本區(qū)別是進程內存受保護與否?？蓪ぶ房臻g的區(qū)別只是這一原因的果。實模式將整個物理內存看成分段的區(qū)域程序代碼和數據位于不同區(qū)域，系統(tǒng)程序和用戶程序沒有區(qū)別對待，而且每一個指針都是指向“實在“的物理地址。這樣一來，用戶程序的一個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，那么對于這個被修改的系統(tǒng)程序或用戶程序，其后果就很可能是災難性的。為了克服

4、這種低劣的內存管理方式，處理器廠商開發(fā)出保護模式。這樣，物理內存地址不能直接被程序訪問，程序內部的地址（虛擬地址）要由操作系統(tǒng)轉化為物理地址去訪問，程序對此一無所知。至此，進程（這時我們可以稱程序為進程了）有了嚴格的邊界，任何其他進程根本沒有辦法訪問不屬于自己的物理內存區(qū)域，甚至在自己的虛擬地址范圍內也不是可以任意訪問的，因為有一些虛擬區(qū)域已經被放進一些公共系統(tǒng)運行庫。這些區(qū)域也不能隨便修改，若修改就會有:SIGSEGV（linux段錯

5、誤）非法內存訪問對話框（windows對話框）。CPU啟動環(huán)境為16位實模式，之后可以切換到保護模式。但從保護模式無法切換回實模式那么保護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“地址轉換方式”變化最大。第三：地址轉換方式比較第三：地址轉換方式比較先看一下實模式下的地址轉換方式，假設我們在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、那么如果在保護模式下呢？假設上面的數據不變ES=0x1000，DI=0xFFFF，現在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項描述符給出的段基址0xFFFF現在比較一下，好象是不一樣。再仔細看看，又好象沒什么區(qū)別！為什么說沒什么區(qū)別，因為我的想法是，既然ES中的內容都不是真正的段地址，憑什么實模式下稱ES為“段寄存器”，而到了保

7、護模式就說是“選擇子”？其實它們都是一種映射，只是映射規(guī)則不同而已：在實模式下這個“地址轉換方式”是“左移4位”；在保護模式下是“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換方式，而它影響的都是“shadowregister”。從函數的觀點來看，前者是表達式函數，后者是列舉式函數：實模式：F(essegment)=segment|segment=es0x10保護模式：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：保護模式基本組成第四：保護模式基本組成保護模式最基本的組成部分是圍繞著“地址轉換方式”的變化增設了相應的機構。1、數據段前面說過，實模式下的各種代碼段、數據段、堆棧段、中斷服務程序仍然存在，我將它們統(tǒng)稱為“數據段”，本文從此向下凡提到數據段都是使用這個定義。2、描述符保護模式下引入描述符來描述各種數據段，所有的描述符均為8個字節(jié)（07)，由第5個

9、字節(jié)說明描述符的類型，類型不同，描述符的結構也有所不同。若干個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據段，也使用描述符進行描述。從現在起，“地址轉換”由描述符表來完成，從這個意義上說，描述符表是一張地址轉換函數表。3、選擇子選擇子是一個2字節(jié)的數，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位正好足夠尋址