实模式和保护模式的区别

2009-08-31 20:19 551

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从

80386

开始，

cpu

有三种工作方式：实模式，保护模式和虚拟

8086

模式。

只有在刚刚启

动的时候是

real-mode

，等到

linux

操作系统运行起来以后就运行在保护模式（所以存在一

个启动时的模式转换问题）

。

实模式只能访问地址在

1M

以下的内存称为常规内存，我们把地址在

1M 

以上的内存称

为扩展内存。

在保护模式下，全部

32

条地址线有效，可寻址高达

4G

字节的物理地址空间

; 

扩充的存储器分段管理机制和可选的存储器分页管理机制，

不仅为存储器共享和保护提供

了硬件支持，而且为实现虚拟存储器提供了硬件支持

; 

支持多任务，能够快速地进行任务切换和保护任务环境

; 

4

个特权级和完善的特权检查机制，既能实现资源共享又能保证代码和数据的安全和保密

及任务的隔离

; 

支持虚拟

8086

方式，便于执行

8086

程序。

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