一、x86体系结构的发展历史：
1.常见处理器：
- inter:pc主流的处理器；
- AMD:部分pc电脑；
- arm:主要用于手机和平板等；
- ppc,mips:主要用于一些智能眼镜、只能手表等智能可穿戴设备。
2.CPU位数含义：
CPU的位数代表着CPU的计算能力，即就是ALU的计算能力，即ALU一次能够计算的最大宽度，最长的字节长度，也就是做加法。
CPU位数 == ALU的宽度，ALU需要从寄存器取数据，寄存器数据来自数据总线，也就是：
CPU位数 == ALU的宽度 == 数据总线的条数。
地址总线的条数代表：可以访问的地址范围，假设地址总线16条，可以访问的最大地址为2^16
3.x86体系开创过程：
- x86体系始于8086，实际上真正意义上的32位的x86体系从80386开始的，80186、80286都是过渡阶段；
二、8086地址映射简介：实模式
1.访问过程：
- 地址总线：20条（可访问最大地址为2^20，即1M）
- 数据总线：16条（总线上数据最大能传递2字节宽度的数据）
我们发现，数据总线中无法存放20位的地址，因为数据总线最大宽度为16位，此时引入4个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 数据寄存器
- SS:stack section 堆栈寄存器
- ES:expand section 扩展寄存器
8086将物理内存划分为不同的段，正如寄存器名一样，指令段、数据段、堆栈段、扩展段等。
此时，规定每个内存段的起始地址为16的倍数，[16,2^16]，然后将每个段的起始地址保存在对应的寄存器中，但是由于寄存器是16位的，地址都是20位的。
num % 16 == 0
一个数字可以被16整除，二进制的低四位全部为0，只需要将内存段的地址的高16位保存在寄存器中
即DS>>4,去掉低4位
所以，最终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。
假设访问数据段的一个变量，过程如下
- 访问DS寄存器，获得数据段的起始地址；
- 将寄存器中获得值左移4位，DS<<4，恢复成20位的地址；
- 最后，加上该数据在内存段上的偏移量IP
数据的最终地址： DS<<4 + IP
其中，IP又被称为偏移量、偏移地址、逻辑地址
这里的分段是指对物理内存的分割，与段页式管理没联系，段页式管理式在有操作系统的情况下，而这里并没有操作系统。
2.8086存在的缺点：
- 没有操作系统的存在，直接访问的是物理内存；
- 对内存没有进行权限控制，可以任意的对某一块内存进行修改;
- 没有对ip进行安全检查，如果ip特别大，产生越界访问等不好的后果。
直接对物理内存进行操作，没有操作系统保护，此状态被叫做实模式，也叫实地址模式。
3.linux内核image加载:
- CPU刚通电，操作系统还没有运行起来，CPU强制进入实模式，也就是8086运行的模式，也就是此时的CPU最多可以访问1M的内存；
- 这也就是说为什么内核从1M以后开始加载，0x100000，1M内存放的式bois的缓存，显卡的缓存，驱动代码等内容。因为1M前放的内容式必须要先访问或者执行的。
三、80386的地址映射：保护模式
1.80386的新突破：
从8086得出一些经验，8086是极其不安全不可靠的，原因如下：
- 没有内存段的大小说明；
- 没有内存访问权限的控制；
- 内存的起始地址也可能被修改。
所以，后来，80386改善和解决8086存在的弊端，新增两个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，常驻内存，进程共享
- LDTR:局部段描述符表，进程独享，新版本中淘汰
GDT中的内容：GDT就是一个数组，保存内存段的信息
GDT数组的索引存放在哪里：
从80386开始，CS DS SS ES用来存放段描述表的索引
此时这四个段寄存器的16位的含义不再是保存段起始地址，而是用来描述GDT数组的信息，如下
- 权限：00代表最高权限，也就是内核态，11代表最低权限，也就是用户态；
- 8192：2^13 = 8k;也就是有这么多的索引,即GDT[2^32-1]，实际上，linux内核也会占用一部分，大概是12个左右被内核保留使用，实际上用户可以使用的是8180个。
GDT数组的某一项的含义： GDT[n],每一项元素大小为8字节，64位
- B：base addr 起始地址，总共32位
- L：length 段内存长度，总共16位，2^16 = 1M，单位G表示
- G:表示段内存长度的单位：0表示以字节位单位，1表示段内存长度单位是页面
- D、A、P、DPL、S：权限控制
2.保护模式下内存分段的地址映射：
GDT[DS>>3].baseaddr + IP（逻辑地址，需要和length比较一下，防止越界） = 线性地址
当基地址GDT[DS>>3].baseaddr ==0时，IP == 逻辑地址 == 线性地址
DS>>3:获取高13位，也就是GDT数组的索引
GDT[DS>>3]：GDT数组的某一项
- 获取到线性地址以后，检查是否开启分页机制，如果没有开启，即线性地址 == 物理地址；
- 开启了分页机制，此时线性地址 == 虚拟地址，要进行分页地址映射，才能得到物理地址。
3.补充提升：
- CR0:最高位，即PG位，0代表未开启内存分页，1代表开启内存分页
- CR2:发生缺页异常的虚拟地址
- CR3:页目录的起始地址
- CR4:PAE位，物理地址扩展，0表示位开启，1表示开启
总线有外总线和内总线之分，我们程序中打印的地址是内总线发出的地址，也就是虚拟地址，即没有经过页表映射，没有经过转换的地址；
只有当虚拟地址经过了页表映射等过程，才会被放到外总线上，而外总线是直接连接内存的总线。
