汇编语言 保护模式段描述符表 GDT/LDT 初始化

汇编语言阿木 发布于 5 天前 5 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)则是保护模式中至关重要的组成部分。本文将围绕汇编语言,详细解析保护模式段描述符表(GDT/LDT)的初始化过程,包括GDT和LDT的概念、结构、初始化步骤以及相关代码实现。

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,CPU使用段描述符表来管理内存的访问权限。GDT(全局描述符表)和LDT(局部描述符表)是两种常见的段描述符表,它们在初始化时需要正确设置,以确保系统正常运行。

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,它存储了系统中的所有段描述符。在保护模式下,CPU使用GDT来确定代码、数据、堆栈等段的基址和界限。

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。LDT通常用于多任务操作系统,以实现进程间的内存隔离。

三、GDT和LDT结构

1. GDT结构
GDT由一系列段描述符组成,每个段描述符包含以下信息:
- 段选择符:用于选择GDT中的段描述符。
- 描述符限制:段的大小。
- 描述符属性:段的类型、访问权限等。

2. LDT结构
LDT结构与GDT类似,也由一系列段描述符组成,但它们的内容是独立的。

四、GDT和LDT初始化步骤

1. GDT初始化步骤
(1)定义GDT结构体
(2)设置GDT的起始地址和大小
(3)加载GDT
(4)设置段寄存器

2. LDT初始化步骤
(1)定义LDT结构体
(2)设置LDT的起始地址和大小
(3)加载LDT
(4)设置段寄存器

五、相关代码实现

以下是一个简单的GDT和LDT初始化的汇编代码示例:

assembly
section .data
gdt_start:
gdt_null: Descriptor 0, 0, 0
gdt_code: Descriptor 0, 0xFFFFF, 10011010b
gdt_data: Descriptor 0, 0xFFFFF, 10010010b
gdt_end:

gdt_descriptor:
dw gdt_end - gdt_start - 1
dd gdt_start

ldt_start:
ldt_code: Descriptor 0, 0xFFFFF, 10011010b
ldt_data: Descriptor 0, 0xFFFFF, 10010010b
ldt_end:

ldt_descriptor:
dw ldt_end - ldt_start - 1
dd ldt_start

section .text
global _start

_start:
; 初始化GDT
lgdt [gdt_descriptor]

; 初始化LDT
mov ax, 0x10
lldt ax

; 设置段寄存器
mov ax, 0x1000
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax

; ... 其他代码 ...

; 进入保护模式
cli
mov eax, cr0
or eax, 1
mov cr0, eax
jmp code32_SEL:protected_mode

section .code32
global protected_mode

protected_mode:
; ... 保护模式下的代码 ...

; ... 结束程序 ...

六、总结

本文通过汇编语言详细解析了保护模式段描述符表(GDT/LDT)的初始化过程,包括GDT和LDT的概念、结构、初始化步骤以及相关代码实现。通过理解这些内容,读者可以更好地掌握保护模式下的内存管理技术,为编写操作系统或驱动程序打下坚实的基础。

注意:以上代码仅为示例,实际应用中可能需要根据具体情况进行调整。