保护模式之分段机制
保护模式之分段机制
Notice
- 开启保护模式时分段机制是自动开启的，分页机制是可选的
- 段寄存器不再保存基地址，而是保存段选择子（Selector）
- GDTR和LDTR均为48bytes
简略表示保护模式下的分段机制
段寄存器中保持的段选择子在GDTR/LDTR指向的地址空间中的GDT/LDT中找到段描述符，段描述符中有保存有段基地址、段长度、权限管理相关数据。( Selector -> GDTR/LDTR -> GDT/LDT -> Segment_Descriptor)
段选择子（Selector）
| T | T 为1时指向LDT，为0时指向GDT |
|---|---|
| RPL | 请求特权级 |
| 描述符索引(index) | 在GDT/LDT中选择段描述符，index * 8 即可找到段描述符的offset |
段寄存器加入了隐藏的缓冲区域，加载后的段描述符缓存在该区域，避免每条指令都访问GDT。
GDTR寄存器
保存GDT的基地址，GDT的第0项为空段选择子（NULL Segment Selector），处理器的CS/SS不能加载NULL段选择子，其他段寄存器可以用空段选择子进行初始化。
段描述符
| 段长度 | 20位，与G标志位一起使用 |
|---|---|
| 段基地址 | 32位，可指向保护模式支持最大空间4GB任意位置 |
| S | 复位为系统段，置位为code/data段 |
| DPL | 描述符特权级 |
| P | 表示该段是否在内存中，1为在内存中 |
| AVL | 设为0即可 |
| L | 保留使用，设为0即可 |
| D/B | 代码段数据位宽，1为32位，0为16位 |
| G | 指定段长度的颗粒度，1为4kb为颗粒度（段长为4GB），0为字节颗粒度（段长为1MB） |
| TYPE | 占4位，对S标志位进一步解释 |
这里只对code/data段描述符进行TYPE讲解
- 当S为0，TYPE[3]为1时，该段为代码段
- TYPE为 1110b 表示一致性、可读、未访问
- 当S为0，TYPE[3]为0时，该段为数据段
- TYPE为 0010b 表示向上扩展、可读写、未访问
