[工學(xué)]微機(jī)原理操作模式(編輯修改稿)
2025-02-10 14:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 全局描述表寄存器 GDTR ? 中斷描述表寄存器 IDTR ? 局部描述表寄存器 LDTR ? 任務(wù)寄存器 TR ? 【 說明 】 ? GDTR與 IDTR在系統(tǒng)中是 唯一 的，由 CPU內(nèi)部寄存器來實(shí)現(xiàn)，它們分別用于存放全局描述符表和中斷描述符表的表格基地址與段界即表格大小。 ? LDTR與 TR在系統(tǒng)中同局部任務(wù)相匹配， 不是唯一的 ，每個(gè)任務(wù)有各自的 LDTR和 TR，因此由內(nèi)部高速緩沖存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)，用于存放各個(gè)任務(wù)的局部表格參數(shù)。 虛擬存儲(chǔ)器 ? 保護(hù)模式與實(shí)模式的尋址方法有實(shí)質(zhì)性的不同。 邏 輯 地 址 15 0 15 0 20 位基地址 虛 擬 地 址 15 0 31 0 32 位基地址 段基址 左移 4 位 偏移量 ＋ 20 位物理地址 段選擇器 段管理部件 偏移量 ＋ 32 位線性地址 虛擬存儲(chǔ)器 ? 虛擬存儲(chǔ)器是指磁盤等外部存儲(chǔ)體，“虛擬”作為主存儲(chǔ)器使用。在保護(hù)模式下的虛擬地址空間可以達(dá)到 246=64TB。 ? 假設(shè)有以下傳送指令： MOV ES:ABC_OFF, EAX ? 同實(shí)模式相比，該指令在保護(hù)模式下有以下明顯差別 ﹕ ? 偏移量 ABC_OFF可以是 16位 /32位 ，依 16位 /32位指令而定 ﹔ ? 段寄存器 ES中裝載的已不是段基地址，而是 段選擇器 。 描述符表的概念 ? 描述符 在保護(hù)模式下，將虛擬存儲(chǔ)器分成許多大小不等的存儲(chǔ)“段”，每個(gè)段都由一個(gè) 8字節(jié) 長的描述符來描述，說明該段所處的 基地址位置，該段的大小，該段存放的內(nèi)容是數(shù)據(jù)還是指令代碼？以及讀 /寫等其他一些屬性。 ? 描述符表 系統(tǒng)再將這些段描述符有機(jī)地組織成線性表，這種表就稱為描述符表。描述符表分全局描述符表 (Global Descriptor Table,GDT)與局部描述符表 (Local Descriptor Table,LDT)兩類。 描述符表的概念 ? 全局描述符表 GDT 該表是面向系統(tǒng)全局的，為系統(tǒng)中的各個(gè)任務(wù)共享，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器空間一般處理公共數(shù)據(jù)、公用過程調(diào)用與中斷過程以及裝載操作系統(tǒng)等。此外，該描述符表還包括對(duì)各個(gè)局部描述符表的描述。在一個(gè)系統(tǒng)中只有 唯一 的 1個(gè)全局描述符表，因此 GDT只需有表格基地址和表格的大小就能在主存儲(chǔ)器中定位了。 描述符表的概念 ? 局部描述符表 LDT 該表是面向具體任務(wù)的，每個(gè)任務(wù)擁有一個(gè)獨(dú)立的局部描述符表。同該表對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器空間存放著各自的代碼與數(shù)據(jù)，達(dá)到各個(gè)任務(wù)在區(qū)域上實(shí)現(xiàn)隔離的目的。局部描述符表 不是唯一 的， 系統(tǒng)中有多少個(gè)任務(wù)就有多少個(gè)局部描述符表，所以 要完整地表征LDT還要附加選擇器，用它來表示當(dāng)前選擇的是哪一個(gè)局部描述符表。 描述符表的概念 ? 描述符表寄存器 CPU內(nèi)部擁有全局描述符表寄存器 GDTR，用它存放全局描述符表的表格首地址與段界限大小，使 GDT定位，通常情況下都不會(huì)再改變它的位置。 ? 由于局部描述符表寄存器 LDTR依系統(tǒng)中的具體任務(wù)而定，不是唯一的，任務(wù)改變時(shí)當(dāng)前 LDT隨之變化，所以它們是通過段寄存器與描述符 Cache寄存器來實(shí)現(xiàn)的。段寄存器中存放當(dāng)前 LDT的選擇器，描述符 Cache寄存器中則存放它的表格首地址、段界限大小與屬性等。不過對(duì)于用戶而言一般不必?fù)?dān)心這些差別，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)配置。 特權(quán)級(jí)及其保護(hù) ? 所謂特權(quán)級(jí)是給存儲(chǔ)器的每個(gè)段都附加了一個(gè)訪問權(quán)限屬性 ，系統(tǒng)共分 4個(gè)特權(quán)級(jí)，各個(gè)段必須歸屬于這 4個(gè)級(jí)別中的其中一個(gè)： ? 0級(jí)是訪問權(quán)最高的特權(quán)級(jí) ﹔ ? 3級(jí)是訪問權(quán)最低的特權(quán)級(jí) ﹔ ? 1級(jí)與 2級(jí)的訪問權(quán)介于 0級(jí)與 3級(jí)之間。 圖 奔騰系列的 4級(jí)特權(quán) 應(yīng)用程序 PL = 3 OS 擴(kuò)展 PL = 2 驅(qū)動(dòng) PL = 1 內(nèi)核 PL = 0 閘門 閘門 閘門 閘門 閘門 閘門 特權(quán)級(jí)保護(hù)機(jī)制的原則性規(guī)定 1. 特權(quán)級(jí)高的代碼段不能向特權(quán)級(jí)低的代碼段轉(zhuǎn)移。 ? 例如，操作系統(tǒng)的代碼段不能轉(zhuǎn)移到用戶應(yīng)用程序，因?yàn)橛脩魬?yīng)用程序的安全性較操作系統(tǒng)差，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。 2. 特權(quán)級(jí)低的代碼段不能
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