一直有看linux内核的冲动，内核有些部分是汇编编写的，无奈汇编不大懂，所以利用五一三天假期大概走了一边8086CPU架构的汇编，8086CPU还是16位的，我们现在都进入64位时代了，这两者之间有很大的区别，但是看看16位的CPU汇编还是很重要的，这有助于理解32位的80386CPU。这篇文章来分析下80386的内存管理的一些基础知识，包括实模式、保护模式和内存寻址等等。
1.实模式
处理器被复位或者加电的时候以实模式启动。这时候处理器中各寄存器以实模式的初始化值工作。
80386处理器在实模式下的存储器寻址方式和8086是一样的，由段寄存器的内容乘以 16当做基地址，加上段内的偏移地址形成最终的物理地址，这时候它的32位地址线只使用了低20位。
在实模式下，80386处理器不能对内存进行分页管理，所以指令寻址的地址就是内存中实际的物理地址。在实模式下，所有的段都是可以读、写和执行的。
实模式下80386不支持优先级，所有的指令相当于工作在特权级（优先级0），所以它可以执行所有特权指令，包括读写控制寄存器CR0等。
实际上，80386就是通过在实模式下初始化控制寄存器，GDTR，LDTR，IDTR与TR等管理寄存器以及页表，然后再通过加载CR0使其中的保护模式使能位置位而进入保护模式的。
当然，实模式下不支持硬件上的多任务切换。实模式下的中断处理方式和8086处理器相同，也用中断向量表来定位中断服务程序地址。中断向量表的结构也和8086处理器一样：每4个字节组成一个中断向量，其中包括两个字节的段地址和两个字节的偏移地址。
从编程的角度看，除了可以访问80386新增的一些寄存器外，实模式的80386处理器和8086有什么进步呢？其实最大的好处是可以使用80386的32 位寄存器，用32位的寄存器进行编程可以使计算程序更加简捷，加快了执行速度。
比如在8086时代用16位寄存器来完成32位的乘法和除法时，要进行的步骤实在是太多了，现在用32位寄存器一条指令就可以完成。80386中增加的两个辅助段寄存器FS和GS在实模式下也可以使用，这样，同时可以访问的段达到了6个而不必考虑重新装入的问题。
最后，很多80386的新增指令也使一些原来不很方便的操作得以简化。
2.保护模式
当 80386工作在保护模式下的时候，它的所有功能都是可用的。这时80386所有的32根地址线都可供寻址，物理寻址空间高达4GB。在保护模式下，支持内存分页机制，提供了对虚拟内存的良好支持。虽然与8086可寻址的1 MB物理地址空间相比，80386可寻址的物理地址空间可谓很大，但实际的微机系统不可能安装如此大的物理内存。所以，为了运行大型程序和真正实现多任务，虚拟内存是一种必需的技术。
保护模式下80386支持多任务，可以依靠硬件仅在一条指令中实现任务切换。任务环境的保护工作是由处理器自动完成的。在保护模式下，80386处理器还支持优先级机制，不同的程序可以运行在不同的优先级上。优先级一共分0～3 共 4个级别，操作系统运行在最高的优先级0上，应用程序则运行在比较低的级别上。配合良好的检查机制后，既可以在任务间实现数据的安全共享也可以很好地隔离各个任务。
从实模式切换到保护模式是通过修改控制寄存器CR0的控制位PE（位0）来实现的。
在这之前还需要建立保护模式必需的一些数据表，如全局描述符表GDT和中断描述符表IDT等。
DOS操作系统运行于实模式下，而Windows操作系统运行于保护模式下。
3.80386内存寻址机制
Windows的内存管理和DOS的内存管理有很大的不同，在了解Windows的内存管理模式之前，需要对80386保护模式下内存分页机制有所了解。
为了做个对比，先来看实模式下的内存寻址方式：在实模式下，一个完整的地址由段地址和偏移地址两部分组成。
处理器换算时先将段地址乘以10h，得到段在物理内存中的起始地址，然后加上16位的偏移地址得到实际的物理地址。
当80386处理器工作在保护模式和虚拟8086模式的时候，可以使用全部32根地址线访问4 GB大的内存。段地址加偏移地址的计算方法显然无法覆盖这么大的范围。
但计算一下就可以发现，实际上和8086同样的限制已经不复存在，因为80386所有的通用寄存器都是32位的，2^32 =4G，所以用任何一个通用寄存器来间接寻址，不必分段就已经可以访问到所有的内存地址。
这是不是说，在保护模式下，段寄存器不在有用了呢？
答案是否定的!实际上段寄存器更有用了，虽然在寻址上不在有分段的限制问题，但在保护模式下，一个地址空间是否
可以被写入，可以被多少优先级的代码写入等涉及保护的问题就出来了要解决这些问题，必须对地址空间定义一些安全属性。段寄存器这是就派上了用场，不妨将这些属性放在段寄存器中!
但是问题来了，涉及属性和保护模式下段的其他参数，要表示的信息太多了，要用64长的数据才能表示，我们把这64位的属性数据叫做段描述符。
80386的段寄存器仍然是16位的，无法放下保护模式下的64位的段描述符，如何解决这个新的问题呢？解决办法是把所有段的段描述符顺序放在内存中的指定位置，组成一个段描述符表，而段寄存器中的16位用来做索引信息，指定这个段的属性用段描述符表中的第几个描述符来表示，这时，段寄存器中的信息就不再是段地址了，而是段选择器，可以通过它在段描述符表中”选择“一个项目以得到段的全部信息。
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