X86平台：多任务操作系统在X86保护模式下两种内存模型下的工作模式及其设计

作者：@罗一
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        本文于2023/3/2，开始写作，因为内容太多了，所以暂时只能拟出标题，我可以根据这个标题进行复习，学习过相关知识的同学也可以根据题目复习。

        自学了李忠老师的《X86汇编语言：从实模式到保护模式》这本书，除了了解到X86保护模式的汇编语法和汇编程序设计思想之外，更重要的是学到了X86保护模式下的各种工作模式，以及不同工作模式下，操作系统如何进行任务管理。

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1 X86保护模式支持的系统结构

1.1 内存管理与多任务管理

1.1.1 段式内存管理

1.1.1.1 分段：内存按段的定义分配和使用，控制依赖于段的定义

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1.1.1.2 段描述符与段界限检查

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1.1.1.3 段选择器、段选择子、ds缓存与段间控制跳转（通过目标段的‘门’）

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1.1.1.4 段的PL机制、PL种类与PL检查、通过调用门执行高特权过程

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1.1.1.5 任务的全局空间与局部空间、GDTR和LDTR及两种寄存器的区别

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1.1.1.6 设置CR0启用保护模式（X86强制分段）

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1.1.1.7 控制转移时的栈切换、压栈保护现场

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1.1.1.8 任务切换的LDT切换和TSS保护恢复现场

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1.1.1.9 多段模型简介

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1.1.2 层次式分页的段页式内存管理

1.1.2.1 段页式：页表按段的定义分配页，按段地址索引物理地址，每个页目录表体系都是一个单独的虚拟地址空间

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1.1.2.2 地址计算：线性地址求物理地址

1.1.2.2.1 利用线性地址：求页表页号、物理页页内偏移

1.1.2.2.2 利用页表页号：求物理页首地址

1.1.2.2.3 地址计算：物理页首地址+物理页页内偏移

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1.1.2.3 页目录表

1.1.2.3.1 页目录表的定义

1.1.2.3.2 页目录表的表项也是物理页号

#注意:页目录表和页表分别由PDBR和物理页定义，没有映射到虚拟地址空间，只存在于物理地址空间。

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1.1.2.4 CR3/PDBR：寄存当前任务的页目录表

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1.1.2.5 设置CR0开启分页

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1.1.2.6 任务切换时的PDBR的切换与TSS保存恢复现场

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1.1.2.7 平坦模型简介

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1.2 中断与多任务调度

1.2.1 中断、中断处理与中断控制跳转

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1.2.2 中断描述符表、中断门、陷阱门

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1.2.3 中断处理程序

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1.2.4 多任务环境、任务门与任务切换

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1.2.5 TSS与保存恢复现场

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1.2.6 TCB与TCBL

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1.2.7 利用TCBL和中断实现任务调度

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2 X86保护模式的两种内存模型

X86保护模式下主要有两种内存模型，分别是：段式的多段模型和段页式的平坦模型。

2.1 多段模型

2.1.1 多段模型内存的创建与访问

2.1.2 多段模型的X86硬件支持

2.1.3 多段模型下操作系统的工作过程

2.1.4 多段模型下的操作系统设计

2.1.5 多段模型下的汇编语言用户程序开发思路

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2.2 平坦模型

2.2.1 平坦模型内存的创建与访问

2.2.2 平坦模型的X86硬件支持

2.2.3 平坦模型下操作系统的工作过程

2.2.4 平坦模型下的操作系统设计

2.2.5 平坦模型下的汇编语言用户程序开发思路