实模式

处理器8086 有 20 根地址线，可以寻址 1MB 内存。但是，它内部的寄存器16 位的，无法在程序中访问整个 1MB 内存。所以，它也是第一款支持内存分段模型的处理器。还有， 8086 处理器只有一种工作模式，即实模式。 8086 处理器在形成物理地址时，先将段寄存器的内容左移 4 位（相当于乘以十六进制的10，或者十进制的 16），形成 20 位的段地址，然后再同16位的偏移地址相加，得到20位的物理地址。比如，对于逻辑地址 F000H:052DH，处理器在形成物理地址时，将段地址F000H左移 4 位，变成 F0000H，再加上偏移地址052DH，就形成了20位的物理地址 F052DH。 　　这样，因为段寄存器是16位的，在段不重叠的情况下，最多可以将1MB的内存分成65536个段，段地址分别是0000H、0001H、0002H、0003H，……，一直到FFFFH。 一个地址有段和偏移两部分组成，物理地址的计算公式为：

  • 物理地址（physicaladdress）=段值（segment） * 16 + 偏移（offset） 其中，segment和offset都是16位的。

　　在这种模式下，系统计算实际地址的时候是按照对1M求模的方式进行的，这种技术被称为wrap-around。也就是说，当程序员给出超过1M（100000H-10FFEFH）的地址时，因为逻辑上正常，系统并不认为其访问越界而产生异常，而是自动从0开始计算。

保护模式

其实在保护模式下地址的表示方式与实模式是一样的，都是：段（segment）:偏移（offset），不过保护模式下，“段”的概念发生了根本性的改变。实模式下，段值还是可以看作是地址的一部分，比如段值为xxxxh表示以xxxx0h开始的一段内存。而保护模式下，虽然段值仍然由原来的cs、ds等寄存器表示，但此时它仅仅变成了一个索引，这个索引指向了一个数据结构的一个表项，表项中详细定义了段的起始地址、界限、属性等内容。这个数据结构就是全局描述符GDT（也有可能是LDT）。 　　GDT的作用是用来提供段式存储机制，这种机制是段寄存器和GDT中的描述符共同提供的。每个描述符在GDT中占8字节，也就是 2 个双字，或者说是 64 位。下图中，下面是低32位，上面是高32位。 　　很明显，描述符中指定了 32 位的段起始地址，以及 20 位的段边界。在实模式下，段地址并非真实的物理地址，在计算物理地址时，还要左移 4 位（乘以 16）。和实模式不同，在 32 位保护模式下，段地址是 32 位的线性地址，如果未开启分页功能，该线性地址就是物理地址。

GDT

一个cpu核心对应一个GDT，GDT可以被放在内存的任何位置，但CPU必须知道GDT的入口，也就是基地址放在哪里，Intel的设计者门提供了一个寄存器GDTR用来存放GDT的入口地址，程序员将GDT设定在内存中某个位置之后，可以通过LGDT指令将GDT的入口地址装入此寄存器，从此以后，CPU就根据此寄存器中的内容作为GDT的入口来访问GDT了。GDTR中存放的是GDT在内存中的基地址和其表长界限。 也就是说，GDT是全局的，存放在内存中的某个位置 分段管理可以把虚拟地址转换成线性地址，而分页管理可以进一步将线性地址转换成物理地址。 虚拟地址（逻辑地址）转为线性地址： 线性地址= 段描述符中的32位段基指 + 偏移地址(如eip中的值)

LDT