24保護模式軟件體系結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2024-11-05 11:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 保護模式下存儲器尋址 保護模式的存儲器管理單元使用 48位存儲器指針： 16位選擇符， 32位偏移量 選擇符放在段選擇符寄存器中 偏移量放在其他用戶可訪問的 32位寄存器中 偏移量 32位，因此段的大小可以達到 4G字節(jié) 48位存儲器指針稱為虛擬地址（邏輯地址） 16位選擇符中有 14位用于存儲器段選擇，虛擬空間中可容納 16384個段，每段最大 4GB，因而虛擬地址空間最大 64TB 1. 虛擬地址空間的分段 在分段模型中， 64TB虛擬地址空間被分為 32TB的全局存儲器地址空間和 32TB局部存儲器地址空間 全局段 0 全局段 8192 局部段 0 局部段 8192 虛擬地址空間 64TB 局部地址空間 32TB 全局地址空間 32TB 2. 段式地址轉(zhuǎn)換 虛擬地 址指針 GDT/LDT 選擇符 偏移量 段 描述符 數(shù)據(jù)段描述符高速緩 沖寄存器（不可見） 數(shù)據(jù)段 操作數(shù) DS EAX 2. 段式地址轉(zhuǎn)換 CS DS SS ES FS GS 程序員可見 訪 問 權(quán) 限 訪問權(quán)限 基 址 界 限 0 19 20 51 52 63 段描述符高速緩沖寄存器（不可見） 2. 段式地址轉(zhuǎn)換 例：假設(shè)虛擬地址為 0100:00000200H，禁止分頁。如果描述符中讀出的段基址為 00030000H，那么操作數(shù)的物理地址是什么？ 解： 將此虛擬地址轉(zhuǎn)換成物理地址為 基地址 +偏移量 =00030000H+00002020H =00032020H 3. 分頁機制 分段法：將程序分成可變長的若干段 分頁法：將程序分成若干相同大小的頁，每頁長 4KB 如果不允許分頁，那么分段機構(gòu)確定的 32位線性地址即為物理地址；如果允許分頁，就要將 32位線性地址通過兩級表格結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成物理地址，第一級是頁目錄，第二級是頁表 3. 分頁機制 頁目錄長 4KB，包含最多 1024個頁目錄項，每個頁目錄項 4字節(jié) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 A 0 0 U/S R/ W P 頁表地址 0~3 位 OS 專用 0 頁表地址 4~11 位 頁表地址 12~19 位 0 1 2 3 3. 分頁機制 頁表的起始地址是 4K的整數(shù)倍，因此 32位地址的低 12位總為 0，用高 20位表示即可 7 6 5 4 3 2 1 00 0 A 0 0 U/S R/ W P頁表地址 0~3 位 OS 專用 0頁表地址 4~11 位頁表地址 12~19 位U/S R/W 特權(quán)級 3 特權(quán)級 0~2 0 0 無 讀 /寫 0 1 無 讀 /寫 1 0 只讀 讀 /寫 1 1 讀 /寫 讀 /寫 3. 分頁機制 頁表長 4KB，包含最多 1024個頁面項，每項 4字節(jié) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 D A 0 0 U/S R/ W P 頁面地址 0~3 位 OS 專用 0 頁面地址 4~11 位 頁面地址 12~19 位 0 1 2 3 頁面的起始地址為 4K的整數(shù)倍，所以 32位頁面地址只用高 20位 D位：對所涉及頁面進行寫操作時， D置 1 3. 分頁機制 整個存儲器有一個頁目錄，它最多有 1024個頁目錄項，每個頁目錄項可含有 1024個頁面項 —— 共有 1024?1024=1M個頁面，每頁面 4KB，存儲器大小正好 4GB 目錄 頁 偏移量 31 22 21 12 11 0 線性地址格式 3. 分頁機制 線性地址 頁目錄 目錄 偏移量 頁目錄項 頁面 操作數(shù) 頁 CR3 頁表 頁表項 3. 分頁機制 TLB—— 轉(zhuǎn)換后援緩沖器 TLB為一個 Cache，其中保存了 32個最近使用的頁轉(zhuǎn)換地址。若訪問同樣的存儲區(qū)域，則不必再訪問頁目錄和頁表 ，可以加快程序的運行。 例：對于線性地址 00000000H~00000FFFH，將選中頁目錄項 0和頁表項 0。若頁表項 0包含的地址為00100000H，則線性地址 00000000H~00000FFFH對應(yīng)的物理地址為 00100000H~00100FFFH 虛擬 8086模式 保護模式的子模式 在保護模式下，只要將 EFLAGS寄存器的 VM位置 1，處理器便進入 V86模式。將 VM位清 0，處理器便又退回保護模式 當處理器處于 V86模式時，段寄存器的使用與實模式相同。 通過分頁操作， V86的 1MB地址空間可以轉(zhuǎn)換到Pentium的 4GB空間的任何地方 Win32匯編語言程序設(shè)計 一、 Win32匯
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