Win32基礎知識2
讓編程改變世界
Change the world by program
實模式
處理器被複位或者加電的時候以實模式啓動。
這時候處理器中各寄存器以實模式的初始化值工作。
80386處理器在實模式下的存儲器尋址方式和8086是一樣的，由段寄存器的內容乘以 16當做基地址，加上段內的偏移地址形成最終的物理地址，這時候它的32位地址線只使用了低20位。
在實模式下，80386處理器不能對內存進行分頁管理，所以指令尋址的地址就是內存中實際的物理地址。在實模式下，所有的段都是可以讀、寫和執行的。
實模式下80386不支持優先級，所有的指令相當於工作在特權級（優先級0），所以它可以執行所有特權指令，包括讀寫控制寄存器CR0等。
實際上，80386就是通過在實模式下初始化控制寄存器，GDTR，LDTR，IDTR與TR等管理寄存器以及頁表，然後再通過加載CR0使其中的保護模式使能位置位而進入保護模式的。
當然，實模式下不支持硬件上的多任務切換。
實模式下的中斷處理方式和8086處理器相同，也用中斷向量表來定位中斷服務程序地址。
中斷向量表的結構也和8086處理器一樣：每4個字節組成一箇中斷向量，其中包括兩個字節的段地址和兩個字節的偏移地址。
從編程的角度看，除了可以訪問80386新增的一些寄存器外，實模式的80386處理器和8086有什麼進步呢？
其實最大的好處是可以使用80386的32 位寄存器，用32位的寄存器進行編程可以使計算程序更加簡捷，加快了執行速度。
比如在8086時代用16位寄存器來完成32位的乘法和除法時，要進行的步驟實在是太多了，現在用32位寄存器一條指令就可以完成。
80386中增加的兩個輔助段寄存器FS和GS在實模式下也可以使用，這樣，同時可以訪問的段達到了6個而不必考慮重新裝入的問題。
最後，很多80386的新增指令也使一些原來不很方便的操作得以簡化。
保護模式
當 80386工作在保護模式下的時候，它的所有功能都是可用的。這時80386所有的32根地址線都可供尋址，物理尋址空間高達4GB。
在保護模式下，支持內存分頁機制，提供了對虛擬內存的良好支持。
雖然與8086可尋址的1 MB物理地址空間相比，80386可尋址的物理地址空間可謂很大，但實際的微機系統不可能安裝如此大的物理內存。
所以，爲了運行大型程序和真正實現多任務，虛擬內存是一種必需的技術。
保護模式下80386支持多任務，可以依靠硬件僅在一條指令中實現任務切換。任務環境的保護工作是由處理器自動完成的。
在保護模式下，80386處理器還支持優先級機制，不同的程序可以運行在不同的優先級上。
優先級一共分0～3 共 4個級別，操作系統運行在最高的優先級0上，應用程序則運行在比較低的級別上。
配合良好的檢查機制後，既可以在任務間實現數據的安全共享也可以很好地隔離各個任務。
從實模式切換到保護模式是通過修改控制寄存器CR0的控制位PE（位0）來實現的。
在這之前還需要建立保護模式必需的一些數據表，如全局描述符表GDT和中斷描述符表IDT等。
DOS操作系統運行於實模式下，而Windows操作系統運行於保護模式下。
虛擬8086模式
雖說實模式兼容以前的系統，但是設想一下，如果Windows或80386處理器推出的時候宣佈不能運行以前的MS-DOS程序，那麼就等於放棄了一個巨大的軟件庫，Windows以及80386處理器可能就會落得和蘋果機一樣的下場，這是Microsoft 和Intel都不願看到的。
舉個簡單的例子，當你正興高采烈地計劃利用80386多任務並行的特性，邊欣賞《小甲魚大戰倉小姐》的大片邊完成小甲魚的編程作業時，發覺原來的文檔要用到原來的系統才能打開……
由於這種特殊需求的普遍性，虛擬8086應運而生！
虛擬86模式是以任務形式在保護模式上執行的，在 80386上可以同時支持由多個真正的80386任務和虛擬86模式構成的任務。
在虛擬86模式下，80386支持任務切換和內存分頁。在Windows 操作系統中，有一部分程序專門用來管理虛擬86模式的任務，稱爲虛擬86管理程序。
既然虛擬86模式以保護模式爲基礎，它的工作方式實際上是實模式和保護模式的混合。
爲了和8086程序的尋址方式兼容，虛擬86模式採用和8086一樣的尋址方式，即用段寄存器乘以16當做基址再配合偏移地址形成線性地址，尋址空間爲1 MB。
但顯然多個虛擬86任務不能同時使用同一位置的1 MB地址空間，否則會引起衝突。
操作系統利用分頁機制將不同虛擬86任務的地址空間映射到不同的物理地址上去，這樣每個虛擬86任務看起來都認爲自己在使用0～1 MB的地址空間。
8086代碼中有相當一部分指令在保護模式下屬於特權指令，如屏蔽中斷的cli和中斷返回指令iret 等。
這些指令在8086程序中是合法的。如果不讓這些指令執行，8086代碼就無法工作。爲了解決這個問題，虛擬86管理程序採用模擬的方法來完成這些指令。
虛擬86管理程序在異常處理程序中檢查產生異常的指令，如果是中斷指令，則從虛擬86任務的中斷向量表中取出中斷處理程序的入口地址，並將控制轉移過去。
如果是危及操作系統的指令，如cli等，則簡單地忽略這些指令，在異常處理程序返回的時候直接返回到下一條指令。
通過這些措施，8086程序既可以正常地運行下去，在執行這些指令的時候又覺察不到已經被虛擬86管理程序做了手腳。MS-DOS應用程序在Windows 操作系統中就是這樣工作的
