阿木博主一句话概括:深入汇编语言:保护模式【1】段描述符表【2】(GDT/LDT)初始化【3】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,它提供了比实模式更高级的内存管理和保护机制。在保护模式下,操作系统可以更好地管理内存,并为不同的程序提供隔离的环境。段描述符表(GDT/LDT)是保护模式中用于描述内存段的数据结构,它包含了内存段的基地址【4】、界限【5】、访问权限【6】等信息。
二、GDT和LDT概述
1. GDT(全局描述符表【7】)
GDT是全局性的段描述符表,它存储了系统中所有段描述符的信息。在保护模式下,操作系统和所有应用程序都使用GDT来访问内存。
2. LDT(局部描述符表【8】)
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信息。LDT通常由操作系统创建和管理,用于隔离不同任务之间的内存访问。
三、GDT/LDT结构
1. GDT结构
GDT由一系列的段描述符组成,每个段描述符包含以下信息:
- 段选择符【9】:用于选择GDT中的段描述符。
- 基地址:段描述符的基地址。
- 界限:段的界限,用于限制段的长度。
- 访问权限:段的访问权限,如可读、可写、可执行等。
2. LDT结构
LDT结构与GDT类似,也是由一系列的段描述符组成,但它们的内容是独立的。
四、GDT/LDT初始化【10】
1. GDT初始化【11】
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初始化代码
gdt_start:
dw 0 ; 空段界限
dw 0 ; 空段基地址
db 0 ; 空访问权限
db 0 ; 空段类型
db 0 ; 空描述符长度
; 全局描述符
gdt_code:
dw 0xFFFF ; 段界限
dw 0 ; 段基地址
db 10011010b ; 访问权限(可读、可执行、系统)
db 11001111b ; 段类型(代码段)
db 0 ; 描述符长度
gdt_data:
dw 0xFFFF ; 段界限
dw 0 ; 段基地址
db 10010010b ; 访问权限(可读、可写、系统)
db 11001111b ; 段类型(数据段)
db 0 ; 描述符长度
gdt_end:
; GDT描述符表长度
gdt_len equ gdt_end - gdt_start
; GDT加载指令
mov ax, 0
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax
lgdt [gdt_descriptor]
; GDT描述符结构
gdt_descriptor:
dw gdt_len ; GDT长度
dd gdt_start ; GDT基地址
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独立的LDT。以下是一个简单的LDT初始化代码示例:
assembly
; LDT初始化代码
ldt_start:
dw 0 ; 空段界限
dw 0 ; 空段基地址
db 0 ; 空访问权限
db 0 ; 空段类型
db 0 ; 空描述符长度
; LDT加载指令
mov ax, 0
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax
lldt [ldt_descriptor]
; LDT描述符结构
ldt_descriptor:
dw ldt_len ; LDT长度
dd ldt_start ; LDT基地址
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/LDT对于保护模式的正常运行至关重要。通过理解GDT/LDT的结构和初始化方法,我们可以更好地掌握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需求进行调整。)
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