X86操作系统基本运行环境是怎样的

如果只是从CPU的角度来看的话，程序只不过是一组指令并按编译时生成的顺序执行，在整个执行的过程当中会从内存中取值并在寄存器中操作，然后的达到一个期望的效果。下面小编为大家介绍一下X86操作系统的进本运行环境。

一、三种模式

x86操作系统有4种运行模式：实模式、保护模式、SMM模式和虚拟8086模式。除SMM模式外，其他三种模式常见于各种教科书，对理解x86CPU工作极为重要。

实模式：当CPU加电并经历最初的混沌状态后首先进入的就是实模式，它是早期Intel8086 处理器的工作模式。在这种模式下，逻辑地址转换后即为物理地址，CPU可以访问1MB的物理地址空间（1MB+64KB）。操作系统或者BIOS通常在该模式下准备必要的数据结构和初始化关键的寄存器，然后切入保护模式。

保护模式：操作系统运行最常用的模式。在该模式下，CPU的所有功能几乎都能得到使用，可以访问架构允许的所有物理地址空间。本章的讲解，如无特殊说明，都是基于保护模式进行的。

虚拟8086模式：为了使早期的8086程序能在保护模式下运行，x86提供了虚拟8086模式。该模式可以让CPU在保护模式下为8086程序虚拟实模式的运行环境，使这些程序在执行时无须真正的从保护模式切换到实模式。

二、基本寄存器组

寄存器是软件操作CPU的最基本部件，X86架构的寄存器可以粗略的分为以下几类。

1、通用寄存器：共有8个32位的寄存器，例如常见的EAX、EDX等，用来保存程序运行时的临时变量、栈指针等数据。

2、内存管理寄存器：包括段寄存器和描述符表寄存器。

3、EFLAGS寄存器：32位的寄存器，用来保存程序运行中的一些标志信息，如溢出、开启中断与否、分支跳转等信息。

4、EIP寄存器：32位寄存器，用来保存指向当前指令的地址。通常教科书中称该寄存器为PC指针。

5、浮点运算寄存器：对于浮点运算，x86会通过一个浮点运算协处理器来处理。协处理器中包括8个80位的浮点数据寄存器，1个16位的控制寄存器，1个16位的状态寄存器，1个16位的标志寄存器，1个11位的指令码寄存器，1个48位的浮点指令指针寄存器和1个48位的浮点数据寄存器。这些浮点运算寄存器为浮点运算提供一个基本的运行环境。

6、控制寄存器：x86提供了5个控制寄存器，分别是CR0~CR4寄存器。这些控制寄存器决定了CPU运行的模式和特征等。

7、其他寄存器：x86还提供了其他一些寄存器，包括了8个调试寄存器DR0~DR7、内存区域类型寄存器、机器检查寄存器以及性能监控寄存器。

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