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