段選擇器 段描述符 段描述符表 線性地址形成

  • 8086實模式地址的形成

    • 邏輯地址:

      • 段地址:偏移地址,如:8000:0100
      • 段地址由段寄存器CS,DS,SS,ES給出
      • 偏移地址由AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI等給出。
    • 物理地址:

      • 物理地址=段地址×10H+偏移地址
  • 80386保護模式地址的形成

    • 邏輯地址:
      • 段選擇符:段內偏移
        • 選擇符由CS,DS,ES,FS,GS,SS等段寄存器出,為16位。
        • 段內偏移由EAX,EBX,ECX,EDX,ESP,EBP,ESI,EDI等寄存器給出,是32位。
    • 線性地址:
      • 段的基地址與偏移地址之和稱為線性地址。
        • 段的基地址由段描述符給出
        • 段描述符由段選擇符索引段描述符表得到。
  • 32位元組合語言中16位元區段暫存器(CS、DS、ES、SS、FS、GS) 拿來保存 segment selector

  • GDTR寄存器中獲得GDT基址

  • cs 暫存器具有另外一個重要的功能 : 它包含一個2位元欄位, 用來指定CPU當前的特權等級

    • 0 代表最高的特權等級 (Kernel Mode)
    • 3 代表最低的特權等級 (User Mode)
段描述符表:IA-32處理器把所有段描述符按順序組織成線性表放在主記憶體中,稱為段描述符表。
分為三類:全局描述符表GDT,局部描述符表LDT和中斷描述符表IDT。
GDT和IDT在整個系統中只有一張,而每個任務都有自己私有的一張局部描述符表LDT,
用於記錄本任務中涉及的各個代碼段、數據段和堆棧段以及本任務的使用的門描述符。
GDT包含系統使用的代碼段、數據段、堆棧段和特殊數據段描述符,以及所有任務局部描述符表LDT的描述符。

GDTR全局描述符寄存器:48位,高32位存放GDT基址,低16為存放GDT限長。
LDTR局部描述符寄存器:16位,高13為存放LDT在GET中的索引值。

目前使用的LDT, 其位址和大小存放在 LDTR暫存器中
主記憶體的GDT, 其位址和大小存放在 GDTR暫存器中


段選擇器:32位彙編中16位段寄存器(CS、DS、ES、SS、FS、GS)中不再存放段基址,而是段描述符在段描述符表中的索引值,D3-D15位是索引值,D0-D1位是優先級(RPL)用於特權檢查,D2位是描述符表引用指示位TI,TI=0指示從全局描述表GDT中讀取描述符,TI=1指示從局部描述符中LDT中讀取描述符。這些信息總稱段選擇器(段選擇子).

  • 段描述符:8個字節64位,每一個段都有一個對應的描述符。根據描述符描述符所描述的對象不同,描述符可分為三類:儲存段描述符,系統段描述符,門描述符(控制描述符)。在描述符中定義了段的基址,限長和訪問內型等屬性。其中基址給出該段的基礎地址,用於形成線性地址;限長說明該段的長度,用於存儲空間保護;段屬性說明該段的訪問權限、該段當前在內存中的存在性,以及該段所在的特權級。

  • 段描述符表:IA-32處理器把所有段描述符按順序組織成線性表放在內存中,稱為段描述符表。分為三類:全局描述符表GDT,局部描述符表LDT和中斷描述符表IDT。GDT和IDT在整個系統中只有一張,而每個任務都有自己私有的一張局部描述符表LDT,用於記錄本任務中涉及的各個代碼段、數據段和堆棧段以及本任務的使用的門描述符。GDT包含系統使用的代碼段、數據段、堆棧段和特殊數據段描述符,以及所有任務局部描述符表LDT的描述符。

GDTR全局描述符寄存器:48位,高32位存放GDT基址,低16為存放GDT限長。 LDTR局部描述符寄存器:16位,高13為存放LDT在GET中的索引值。

IA-32處理器仍然使用xxxx:yyyyyyyy(段選擇器:偏移量)邏輯方式表示一個線性地址,那麼是怎麼得到段的基址呢?在上面說明中我們知道,要得到段的基址首先通過段選擇器xxxx中TI位指定的段描述符所在位置:

當TI=0時表示段描述符在GDT中,如下圖所示:① 先從GDTR寄存器中獲得GDT基址。② 然後再GDT中以段選擇器高13位位置索引值得到段描述符。③ 段描述符符包含段的基址、限長、優先級等各種屬性,這就得到了段的起始地址(基址),再以基址加上偏移地址yyyyyyyy才得到最後的線性地址。

  • 線性位址 : 把描述符(segment descriptor) Base 欄位值 + Logical address Offset

當TI=1時表示段描述符在LDT中,如下圖所示:① 還是先從GDTR寄存器中獲得GDT基址。② 從LDTR寄存器中獲取LDT所在段的位置索引(LDTR高13位)。③ 以這個位置索引在GDT中得到LDT段描述符從而得到LDT段基址。④ 用段選擇器高13位位置索引值從LDT段中得到段描述符。⑤ 段描述符符包含段的基址、限長、優先級等各種屬性,這就得到了段的起始地址(基址),再以基址加上偏移地址yyyyyyyy才得到最後的線性地址。


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