MIT操作系统课程JOS实验讲义（1-7章）
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2019-03-15
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第一章．概述
1.1 80386 保护模式简介
本章的主要内容是介绍 80386 保护模式。
1. 保护模式简介
Intel 推出 x86 架构已近 30 年，刚开始推出的 8086 处理器是一款 16 位的处理器，它标
志着 x86 架构的诞生，这种 16 位处理器数据总线是 16 位的，而地址总线是 20 位的，最多
可以寻址 1MB 的地址空间。之后的 80286 处理器也是 16 位，但是地址总线有 24 位，而且
从 80286 开始 CPU 演变出两种工作模式：实模式和保护模式；而 80386 则是 Intel 推出的 80x86
系列中的第一款 32 位处理器，它的数据总线与地址总线都是 32 位，可以寻址 4G 的地址空
间；AMD 公司随后在 2000 年又在 x86 架构的基础上推出了 x86-64 处理器架构，AMD 的处
理器可以兼容 32 位的指令集，所以它既是 64 位的又是 32 位的。
在 x86 架构中，16 位的处理器与 32 位处理器所对应的寄存器是有所不同的。像 8086
寄存器组就分为通用寄存器、专用寄存器和段寄存器三类总共 15 个，其中通用寄存器有 AX、
BX、CX、DX、SP、BP、DI 及 SI，专用寄存器包括 IP、SP 和 FLAGS 三个
16 位寄存器，
而段寄存器则有 CS、DS、SS、ES，这些寄存器都是 16 位的。32 位 x86 架构对应的寄存器
则共有 34 个，其中包括 EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、ESP 8 个 32 位的通用
寄存器；6 个 16 位的段寄存器 CS、DS、SS、ES、FS、GS，相比 8086 增加了 FS 和 GS；
GDTR、LDTR、IDTR 和 TR 四个系统地址寄存器；EFLAGS、EIP、CR0---CR3 6 个状态和
控制寄存器，在这里标志寄存器 EFLAGS 与指令指针寄存器 EIP 都从 16 位进化到了 32 位；
还有就是增加了一些调试寄存器、段描述符寄存器以及测试寄存器。
表 1-18086 和 86386 的寄存器的对比
8086 的寄存器 80386 的寄存器
通用寄存
器
AX、BX、CX、DX、SP、
BP、DI、SI
EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、
ESP
段寄存器
CS、DS、SS、ES CS、DS、SS、ES、FS、GS
段描述符
寄存器
无 对程序员不可见
状态和控
制寄存器
FLAGS 、IP EFLAGS、EIP、CR0、CR1、CR2、CR3
系统地址
寄存器
无 GDTR、IDTR、TR、LDTR
调试寄存
器
无 DR0--DR7
测试寄存
器
无 TR0--TR7
保护模式(Protected Mode) 是一种和 80286 系列及之后的 x86 兼容 CPU 操作模
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