一、x86體系結構的發展歷史：
1.常見處理器：
- inter:pc主流的處理器；
- AMD:部分pc電腦；
- arm:主要用於手機和平板等；
- ppc,mips:主要用於一些智能眼鏡、只能手錶等智能可穿戴設備。
2.CPU位數含義：
CPU的位數代表着CPU的計算能力，即就是ALU的計算能力，即ALU一次能夠計算的最大寬度，最長的字節長度，也就是做加法。
CPU位數 == ALU的寬度，ALU需要從寄存器取數據，寄存器數據來自數據總線，也就是：
CPU位數 == ALU的寬度 == 數據總線的條數。
地址總線的條數代表：可以訪問的地址範圍，假設地址總線16條，可以訪問的最大地址爲2^16
3.x86體系開創過程：
- x86體系始於8086，實際上真正意義上的32位的x86體系從80386開始的，80186、80286都是過渡階段；
二、8086地址映射簡介：實模式
1.訪問過程：
- 地址總線：20條（可訪問最大地址爲2^20，即1M）
- 數據總線：16條（總線上數據最大能傳遞2字節寬度的數據）
我們發現，數據總線中無法存放20位的地址，因爲數據總線最大寬度爲16位，此時引入4個16位的寄存器：IP寄存器存放地址的偏移量
- CS:code section 指令寄存器
- DS:data section 數據寄存器
- SS:stack section 堆棧寄存器
- ES:expand section 擴展寄存器
8086將物理內存劃分爲不同的段，正如寄存器名一樣，指令段、數據段、堆棧段、擴展段等。
此時，規定每個內存段的起始地址爲16的倍數，[16,2^16]，然後將每個段的起始地址保存在對應的寄存器中，但是由於寄存器是16位的，地址都是20位的。
num % 16 == 0
一個數字可以被16整除，二進制的低四位全部爲0，只需要將內存段的地址的高16位保存在寄存器中
即DS>>4,去掉低4位
所以，最終寄存器中保存的都是不是真正的段起始地址，而是段起始地址的高16位。
假設訪問數據段的一個變量，過程如下
- 訪問DS寄存器，獲得數據段的起始地址；
- 將寄存器中獲得值左移4位，DS<<4，恢復成20位的地址；
- 最後，加上該數據在內存段上的偏移量IP
數據的最終地址： DS<<4 + IP
其中，IP又被稱爲偏移量、偏移地址、邏輯地址
這裏的分段是指對物理內存的分割，與段頁式管理沒聯繫，段頁式管理式在有操作系統的情況下，而這裏並沒有操作系統。
2.8086存在的缺點：
- 沒有操作系統的存在，直接訪問的是物理內存；
- 對內存沒有進行權限控制，可以任意的對某一塊內存進行修改;
- 沒有對ip進行安全檢查，如果ip特別大，產生越界訪問等不好的後果。
直接對物理內存進行操作，沒有操作系統保護，此狀態被叫做實模式，也叫實地址模式。
3.linux內核image加載:
- CPU剛通電，操作系統還沒有運行起來，CPU強制進入實模式，也就是8086運行的模式，也就是此時的CPU最多可以訪問1M的內存；
- 這也就是說爲什麼內核從1M以後開始加載，0x100000，1M內存放的式bois的緩存，顯卡的緩存，驅動代碼等內容。因爲1M前放的內容式必須要先訪問或者執行的。
三、80386的地址映射：保護模式
1.80386的新突破：
從8086得出一些經驗，8086是極其不安全不可靠的，原因如下：
- 沒有內存段的大小說明；
- 沒有內存訪問權限的控制；
- 內存的起始地址也可能被修改。
所以，後來，80386改善和解決8086存在的弊端，新增兩個32位寄存器:
- GDTR:全局段描述符表，保存全局段描述符表GDT的地址，常駐內存，進程共享
- LDTR:局部段描述符表，進程獨享，新版本中淘汰
GDT中的內容：GDT就是一個數組，保存內存段的信息
GDT數組的索引存放在哪裏：
從80386開始，CS DS SS ES用來存放段描述表的索引
此時這四個段寄存器的16位的含義不再是保存段起始地址，而是用來描述GDT數組的信息，如下
- 權限：00代表最高權限，也就是內核態，11代表最低權限，也就是用戶態；
- 8192：2^13 = 8k;也就是有這麼多的索引,即GDT[2^32-1]，實際上，linux內核也會佔用一部分，大概是12個左右被內核保留使用，實際上用戶可以使用的是8180個。
GDT數組的某一項的含義： GDT[n],每一項元素大小爲8字節，64位
- B：base addr 起始地址，總共32位
- L：length 段內存長度，總共16位，2^16 = 1M，單位G表示
- G:表示段內存長度的單位：0表示以字節位單位，1表示段內存長度單位是頁面
- D、A、P、DPL、S：權限控制
2.保護模式下內存分段的地址映射：
GDT[DS>>3].baseaddr + IP（邏輯地址，需要和length比較一下，防止越界） = 線性地址
當基地址GDT[DS>>3].baseaddr ==0時，IP == 邏輯地址 == 線性地址
DS>>3:獲取高13位，也就是GDT數組的索引
GDT[DS>>3]：GDT數組的某一項
- 獲取到線性地址以後，檢查是否開啓分頁機制，如果沒有開啓，即線性地址 == 物理地址；
- 開啓了分頁機制，此時線性地址 == 虛擬地址，要進行分頁地址映射，才能得到物理地址。
3.補充提升：
- CR0:最高位，即PG位，0代表未開啓內存分頁，1代表開啓內存分頁
- CR2:發生缺頁異常的虛擬地址
- CR3:頁目錄的起始地址
- CR4:PAE位，物理地址擴展，0表示位開啓，1表示開啓
總線有外總線和內總線之分，我們程序中打印的地址是內總線發出的地址，也就是虛擬地址，即沒有經過頁表映射，沒有經過轉換的地址；
只有當虛擬地址經過了頁表映射等過程，纔會被放到外總線上，而外總線是直接連接內存的總線。