80386保护模式：内存管理与任务隔离

80386保护模式编程是针对Intel 80386处理器在高级保护模式下的编程技术。80386支持三种工作模式：实模式、保护模式和虚拟8086模式，其中保护模式是关键，因为它提供了更强大的功能和安全性。 在保护模式下，80386的最大优势在于其扩展的32位地址空间，可以寻址高达4GB的物理地址，这对于大型程序和多任务处理至关重要。这种模式下，物理内存被划分为常规内存（1MB以下）和扩展内存（1MB以上），以满足不同的需求。 存储管理是保护模式的核心，80386引入了存储管理部件（MMU）来实现内存的保护和共享。目标是提供硬件级别的支持，包括： 1. 物理地址扩展：32根地址线全部可用，允许程序员访问大量资源，即使实际物理内存有限。 2. 虚拟存储器：通过虚拟存储器技术，即使物理内存不足，也能模拟出远超实际容量的存储空间，使得大型程序和多任务运行成为可能。 3. 内存分段和分页：分段管理机制允许对程序和数据进行逻辑划分，实现隔离和共享，而分页则进一步细化了内存管理，提高了效率和安全性。 4. 特权级和权限控制：4个特权级别确保了不同任务之间的隔离，同时提供了完善的权限检查机制，保护代码和数据的安全性。 5. 兼容性：支持虚拟8086模式，使得80386可以运行8086编写的程序，保持向后兼容性。 在进行保护模式编程时，开发者需要理解和使用地址空间的概念，以及如何通过地址转换机制在虚拟地址和物理地址之间进行映射。这涉及到内存映射、异常处理、中断管理和内存保护等技术，是现代操作系统和安全编程的基础。 80386保护模式编程是一门复杂的技能，它涉及底层硬件的理解、内存管理策略的运用以及操作系统内核设计原则。掌握这一技术，对于开发高效、安全的多任务系统具有重要意义。