汇编语言 保护模式段描述符表 GDT/LDT 初始化

汇编语言amuwap 发布于 2 天前 2 次阅读


阿木博主一句话概括:深入汇编语言:保护模式段描述符表(GDT/LDT)初始化技术解析

阿木博主为你简单介绍:
在计算机体系结构中,保护模式是操作系统运行的基础,而段描述符表(GDT/LDT)则是保护模式中用于描述内存段的重要数据结构。本文将围绕汇编语言,深入探讨保护模式段描述符表的初始化过程,包括GDT和LDT的概念、结构、初始化方法以及在实际编程中的应用。

一、

保护模式是x86架构中的一种运行模式,它允许操作系统对内存进行更细粒度的控制,从而提高系统的稳定性和安全性。在保护模式下,每个进程都有自己的地址空间,操作系统通过段描述符表来管理这些地址空间。本文将重点介绍GDT(全局描述符表)和LDT(局部描述符表)的初始化过程。

二、GDT和LDT概述

1. GDT(全局描述符表)
GDT是全局性的段描述符表,它定义了整个系统中的所有段。在保护模式下,CPU使用GDT来查找段描述符,从而确定内存的访问权限和偏移量。

2. LDT(局部描述符表)
LDT是局部性的段描述符表,它为每个任务(或进程)提供独立的段描述符。在多任务操作系统中,每个任务都有自己的LDT,以实现地址空间的隔离。

三、GDT和LDT的结构

1. GDT结构
GDT通常包含多个段描述符,每个描述符由8个字节组成,具体结构如下:

- 段选择符:2个字节,用于选择GDT中的段描述符。
- 基地址:4个字节,表示段在内存中的起始地址。
- 段界限:2个字节,表示段的长度。
- 属性:2个字节,包含段的访问权限、段类型等信息。

2. LDT结构
LDT结构与GDT类似,也是由多个段描述符组成,但每个描述符的长度和格式可能略有不同。

四、GDT和LDT的初始化

1. GDT初始化
在保护模式下,首先需要初始化GDT。以下是一个简单的GDT初始化代码示例:

assembly
gdt_start:
dw 0 ; 空闲描述符
dw 0
db 0
db 0
db 0
db 0

gdt_code:
dw 0xFFFF ; 段界限
dw 0 ; 段基址
db 0x9A ; 段属性(代码段,可读、可执行)
db 0xCF ; 属性(32位代码段,DPL=0)
db 0

gdt_data:
dw 0xFFFF ; 段界限
dw 0 ; 段基址
db 0x92 ; 段属性(数据段,可写)
db 0xCF ; 属性(32位数据段,DPL=0)
db 0

gdt_end:

gdt_descriptor:
dw gdt_end - gdt_start - 1 ; GDT界限
dd gdt_start ; GDT基址

code_segment:
mov ax, 0x10 ; 选择代码段描述符
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax
mov esp, 0x90000 ; 设置栈指针

2. LDT初始化
LDT的初始化过程与GDT类似,但需要为每个任务创建一个LDT,并将LDT的描述符加载到任务寄存器(TR)中。以下是一个简单的LDT初始化代码示例:

assembly
; 假设LDT的描述符已经定义
ldt_descriptor:
dw ldt_end - ldt_start - 1 ; LDT界限
dd ldt_start ; LDT基址

; 加载LDT
mov ax, 0x10 ; 选择LDT描述符
mov tr, ax

五、总结

本文通过汇编语言,详细介绍了保护模式段描述符表(GDT/LDT)的初始化过程。在实际编程中,正确初始化GDT和LDT对于实现内存保护、多任务操作和系统稳定至关重要。希望本文能帮助读者更好地理解保护模式下的内存管理技术。

(注:本文仅为示例,实际编程中可能需要根据具体情况进行调整。)