• 80X86 分段机制(读书笔记)


      GDT(全局描述符表)本身并不是一个段,而是线性地址空间的一个数据结构。GDT的线性地址和长度必须加载进GDTR寄存器中。LDT(局部描述符表)存放在LDT类型的系统段中。此时GDT必须含有LDT的段描述符。如果系统支持多LDT的话那么每个LDT都必须在GDT中有一个段描述符和段选择符。LDT的段描述符可以在GDT的任何地方。

      段选择符

      段选择符是段的一个16位标识符。段选择符并不直接指向段而是指向段描述符表中第一的段描述符。段选择符3个字段内容:

      1.请求特权级RPL   提供了保护信息。

      2.表指示标志TI     TI=0表示描述符在GDT中;TI=1表示描述符在LDT中。

      3.索引值        给出了描述符在GDT或LDT表中的索引号。

      选择符通过定位段表中的一个描述符来指定一个段,并且描述符中包含有访问一个段的所有信息,例如段的基址,段长度和段属性。

      处理器不使用GDT表中的第一项,指向GDT该项的选择符用作为空选择符。当把空选择符加载到一个段寄存器(除了CS和SS以外)中时处理器并不产生异常。但是当使用含有空选择符的段寄存器用于访问内存时就会产生异常。当把空选择符加载到CS或SS段寄存器中时将会导致一个异常。

      当一个段选择符被加载到一个段寄存器可见部位时处理器也同时把段选择符指向的段描述符中的段地址、段限长以及访问控制信息加载到段寄存器隐藏部分(影子寄存器)。

      在对描述符表中描述符做过任何改动之后就立刻重新加载6个段寄存器。这将把描述符表中的相应位段信息重新加载到影子寄存器中。

      段描述符

      段描述符是GDT和LDT表中的一个数据结构项。用于相处理器提供有关一个段的位置和大小信息以及访问控制的状态值。每个段描述符长度是8字节,含有三个主要字段:段基址、段限长和段属性。段描述符通常由编译器、连接器、加载器或者操作系统来创建,但绝不是应用程序。

      对于下扩段,减小段限长度,字段中的值会在该段地址空间底部分配新的内存而不是在顶部分配。80X86的栈总是向下扩展的,因此这种实现方式很适合扩展堆栈。

      段基地址应该对齐16字节边界。

      代码和数据段描述符类型

      如果堆栈的长度需要动态的改变。那么堆栈段可以是一个向下扩展的数据段(拓展方向标志置位)。这里动态改变段限长将导致栈空间被添加到栈底部。

      系统段描述符指向系统段(如LDT段和TSS段),门描述符就是一个“门”对于调用、中断或陷阱门。其中含有代码段的选择符和段中程序入口的指针。

       

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