操做系統內核分析【二】 附2.段選擇子與描述符

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操做系統內核分析【二】 附2.段選擇子與描述符

Posted on 2010-11-19 17:53 fxcser 閱讀(466) 評論(0)   編輯 收藏

段描述符：代碼段描述符、數據段描述符、系統描述符

系統描述符：系統段描述符、門描述符

                     系統段描述符：局部描述符表（LDT）的段描述符、任務狀態段（TSS）描述符

                     門描述符：調用門描述符、中斷門描述符、陷阱門描述符、任務門描述符。

 

 

部分段限長、基地址被存放在2個或3個位置，將由CPU按照值的高位存放在內存高地址處的規則進行整合。

 

1. 段選擇子

15...3	2	1...0
索引值	TI	RPL

(1) 索引值(index)：給出了描述符在GDT或LDT中的索引項號；

(2) 表指示標誌TI(Table Index)：TI=0 描述符在GDT中,TI＝1 描述符在LDT

(3) 請求特權級RPL(Requested Privilege Level)：0，1，2，3三個特權級。

 

2. 段描述符的通常格式(先高32位，後低32位，下同)

31...24	23	22	21	20	19...16	15	14...13	12	11...8	7...0
基地址	G	D/B	保留位	AVL	段限長	P	DPL	S	TYPE	基地址

 

31...16	15...0
基地址	段限長

 

3. 數據段描述符

31...24	23	22	21	20	19...16	15	14...13	12	11...8				7...0
基地址	G	B	0	AVL	段限長	P	DPL	1	0	E	W	A	基地址

 

31...16	15...0
基地址	段限長

 

4. 代碼段描述符：

 

31...24	23	22	21	20	19...16	15	14...13	12	11...8				7...0
基地址	G	D	0	AVL	段限長	P	DPL	1	1	C	R	A	基地址

 

31...16	15...0
基地址	段限長

 

5. 系統段描述符

31...24	23	22	21	20	19...16	15	14...13	12	11...8	7...0
基地址	G		0		段限長	P	DPL	0	TYPE	基地址

 

31...16	15...0
基地址	段限長

 

6. 任務狀態段TSS描述符

31...24	23	22	21	20	19...16	15	14...13	12	11...8				7...0
基地址	G	0	0（保留）	AVL	段限長	P	DPL	0	1	0	B	1	基地址

 

31...16	15...0
基地址	段限長

 

7. 調用門描述符

31...16	15	14...13	12	11...8	7...5	4...0
段中偏移值	P	DPL	0(S)	1100(TYPE)	000	參數個數

 

31...16	15...0
段選擇符	段中偏移值

 

8. 中斷門描述符

31...16	15	14...13	12	11...8	7...5	4...0
過程入口點偏移值	P	DPL		(TYPE)

 

31...16	15...0
段選擇符	過程入口點偏移值

 

9. 陷阱門描述符

31...16	15	14...13	12	11...8	7...5	4...0
過程入口點偏移值	P	DPL	0(S)	1111(TYPE)	000

 

10. 任務門描述符

31...16	15	14...13	12	11...8	7...0
	P	DPL

 

31...16	15...0
段選擇符

(1) G顆粒度標誌(Granularity)：肯定段限長字段Limit值的單位,G=0 單位爲B,G=1 單位爲4KB(不影響基地址顆粒度,總爲B)；

(2) D/B：對於可執行代碼段,稱爲D標誌,D＝0 默認16位地址和16位或8位操做數,D=1 默認32位地址和32位操做數或8位操做數.(指令前綴0x66:選擇非默認值的操做數大小,0x67 選擇非默認值的地址大小)；

對於棧段,稱爲B標誌,B=0 使用16位棧指針,B=1 使用32位棧指針.

對於下擴數據段,稱爲B標誌,B=0 堆棧段上界限0xFFFF(64KB),B=1 堆棧段上界限0xFFFFFFFF(4GB)

（32位代碼段和數據段老是設置爲1,16位代碼段和數據段老是設置爲0）

（上擴段：偏移地址 0～段限長
下擴段：偏移地址 段限長～ 最大地址(0xffff或 0xffffffff,根據B標誌決定)）

(3) 21保留位：老是設置爲0；

(4) AVL：軟件可利用位。80386對該位的使用未作規定，Intel公司也保證從此開發生產的處理器只要與80386兼容，就不會對該位的使用作任何定義或 規定。

(5) 段限長(Segment limit field)：段的長度，有多個段限長字段的由處理器合併；

(6) P段存在標誌(Segment present)：p=0 段不在內存中,p=1 段在內存中；

(7) DPL描述符特權級字段(Descriptor privilege level)；

(8) S描述符類型標誌(Descriptor type flag)：S=0 系統段描述符,S=1 代碼段或數據段描述符

(9) TYPE:段類型字段(Type field)

對於數據段描述符,4bit由高到低,0EWA,E＝0 向上擴展 E＝1 向下擴展,W＝0 只讀W＝1 可寫,A＝0 未訪問 A＝1 已訪問

對於代碼段描述符,4bit由高到低,1CRA,C＝0 非一致代碼段C＝1 一致代碼段,R=0 只執行R＝1執行/可讀,A＝0 未訪問 A＝1 已訪問

對於TSS描述符,4bit由高到低,10B1 ,B=0 任務處於非活動狀態, B=1 任務正忙

對於系統段描述符和門描述符以下：

 

 

十進制	二進制	說明
0	0000	Reserved,保留
1	0001	16-Bit TSS(Available),16位TSS(可用)
2	0010	LDT
3	0011	16-Bit TSS(Busy)
4	0100	16-Bit Call Gate,16位調用門
5	0101	Task Gate,任務門
6	0110	16-Bit Interrupt Gate,16位中斷門
7	0111	16-Bit Trap Gate,16位陷阱門
8	1000	Reserved
9	1001	32-Bit TSS(Available)
10	1010	Reserved
11	1011	32-Bit TSS(Busy)
12	1100	32-Bit Call gate
13	1101	Reserved
14	1110	32-Bit Interrupt Gate
15	1111	32-Bit Trap Gate