實模式/保護模式

 

## 實模式和保護模式

### 實模式
時間短，通常沒法感知

CPU復位(reset)或加電(power on)的時候就是實模式啓動，這個時候處理器是以實模式工做，不能實現權限分級，也不能訪問20位以上的地址線，也就是隻能訪問1M內存（2^18bits, 18位地址線）

以後通常就是加載OS模塊，進入保護模式

8086地址線是20位，寄存器是16位，採用：物理地址= 段地址<<4 + 偏移

從8086發展來的32位處理器地址線擴展到32位，有4GB尋址空間

在保護模式下，系統計算地址的時候是按照對1MB求模進行——Wrap-Around技術

### 保護模式
#### 起源
最開始的程序尋址是：段+偏移，這樣的好處是程序員指定的地址就是物理地址，物理地址對程序員可見

這樣帶來的問題是：

1. 沒法支持多任務
2. 程序的安全性沒法獲得保證

在windows的舊版本中，電腦時不時死機/藍屏，這其實就是由於內存被破壞致使的。

由於在實模式中,將物理內存當作分段的區域，程序代碼和數據位於不區域，系統程序和用戶程序區別對待，而指針是任意的，若是用戶程序指針指向了系統程序或其餘用戶程序區域，並改變了區域的數據，就會形成破壞，致使程序/系統崩潰


在保護模式下，所有32條地址線有效，4G尋址空間，存儲器分段管理機制和分頁管理機制等，不只爲存儲器共享和保護提供了硬件支持，並且爲實現虛存提供硬件支持。支持多任務，能快速進行任務切換和保護任務環境。

保護模式出現的緣由是：**保護進程地址空間**，這樣產生了一個結果——兩種模式下的程序尋址方式發生了變化

#### 保護模式下的尋址方式和工做原理
地址一樣是段+偏移，可是段的概念發生根本變化

 

段變成了一個索引，指向一個數據結構——全局描述符GDT（或是LDT），它定義了段的起始地址，界限、屬性等。

GDT做用是提供段氏存儲機制

在實模式中：段地址並不是真正的物理地址，<<4+offset

在保護模式中，段地址是32位線性地址，若是未開啓分頁功能，該線性地址就是物理的地址

 

 

From PPT：

l  實模式就是用基地址+偏移量就能夠直接拿到物理地址的模式

n  缺點：不安全

l  保護模式：不能直接拿到物理地址的模式

n  須要地址轉換

n  從80386開始，是現代OS主要模式