Intel x86处理器工作模式

Intel x86处理器工作模式

特权级Ring

Intel x86处理器是通过设定特权级Ring来进行访问控制的，共分为4级（R0-R3），其中R0具有最高的权限，R3具有最低的权限。根据Inte的设计思想，用户的应用程序工作在最低层R3，只能访问R3层的数据；操作系统内核工作在R0层，可以访问所有层的数据；驱动程序之类的则工作在R1，R2层，每一层只能访问本层以及权限更低层的数据。这种设计非常精巧，操作系统工作在最核心层，没有代码可以修改它，驱动程序工作在R1，R2层，要求则向R0调用，这样可以保证OS的安全性。但是目前流行的OS，比如Windows、Linux都没有采用4层权限控制，而只是使用了2层---R0和R3，分别运行操作系统和用户应用程序，导致驱动程序加载后就运行在R0层，拥有与操作系统同样的权限。

CPU工作模式

Intel x86 CPU的工作模式有以下几种：

         实模式（RM）：

CPU在启动后马上处于实模式。DOS就是运行在该模式下，缺点是默认只能访问1MB的内存，单任务；所有程序都运行在R0层，应用程序和系统程序具有同样的权限。

         保护模式（PM）：

这是建议CPU运行的模式，支持内存分段、分页，可以访问更大的内存（32位系统理论上可以访问4GB内存，若程序过大则涉及到虚拟内存概念），可以运行多任务，Windows和Linux都运行在该模式下。

         系统管理模式（SMM）：

这个模式提供给OS或执行环境一个透明的机制来处理电源管理和OEM（Original Equipment Manufacturer，原始设备制造商）独有的特性。

虚拟8086模式（又称伪模式）：

这是保护模式下的一个子集，为了能在保护模式下运行原来在实模式下的程序，特意提供一种虚拟8086模式，保证DOS程序的正常运行。

64位扩展模式：

1.         64位模式

支持64位线性寻址，所有64位程序均运行在此模式下。

2.         兼容模式

保证原有的32位程序可以正常运行。