Адресация озу при использовании сегментации в защищённом режиме
В защищённом режиме, также как и в реальном, существуют понятия логического и физического адреса. Логический адрес в защищённом режиме состоит из двух 16-разрядных компонент - селектора и смещения. Преобразование логического адреса в физический выполняется при помощи специальных таблиц преобразования адресов. Можно считать, что для процессора i80286 селектор является индексом в таблице, содержащей базовые 24-разрядные физические адреса сегментов. В процессе преобразования логического адреса в физический процессор прибавляет к базовому 24-разрядному адресу 16-разрядное смещение.
Схема преобразования логического адреса в физический.
Такая схема формирования физического адреса позволяет непосредственно адресовать 16 мегабайт памяти с помощью 16-разрядных компонент логического адреса.
На этом рисунке два младших бита обозначены как RPL (Requested Privilege Level). Это поле является запрошенным программой уровнем привилегий и его мы будем обсуждать позже. Поле TI (Table Indicator) состоит из одного бита. Если этот бит равен нулю, для преобразования адреса используется так называемая глобальная таблица дескрипторов GDT (Global Descriptor Table), в противном случае - локальная таблица дескрипторов LDT (Local Descriptor Table). Таблица GDT - единственная в системе. Обычно в ней находятся описания сегментов операционной системы. Таблиц LDT может быть много. Эти таблицы содержат описания сегментов программ, работающих под управлением операционной системы. В каждый данный момент времени процессор может использовать только одну таблицу LDT. Процессор имеет два регистра, предназначенных для адресации используемых в настоящий момент таблиц GDT и LDT. Регистр GTDR описывает расположение и размер таблицы GDT, а регистр LDTR содержит ссылку на использующуюся в настоящее время таблицу LDT. Таблицы GDT и LDT содержат дескрипторы, описывающие сегменты памяти. В этих дескрипторах, помимо другой информации содержится 24-разрядный базовый адрес сегмента.
Старшие 13 битов селектора (индекс) выбирают элемент из таблицы GDT или LDT в зависимости от состояния бита TI селектора. Извлечённый из таблицы дескрипторов базовый адрес сегмента складывается процессором для получения 24-разрядного физического адреса.
Регистр GDTR, указывающий расположение в физической памяти и размер глобальной таблицы дескрипторов GDT является ключевым в схеме адресации защищённого режима.
Формат регистра GDTR процессора i80286. Регистр GDTR имеет длину 5 байт. Старшие 3 байта содержат 24-разрядный физический адрес таблицы GDT, младшие два байта - длину таблицы GDT, уменьшенную на 1.Длина GDT, уменьшенная на единицу, называется пределом таблицы GDT. Она используется для проверки правильности задаваемых программой селекторов. Поле индекса селектора должно содержать ссылки только на существующие элементы таблицы GDT, в противном случае произойдет прерывание. Зная размер GDT, процессор блокирует использование селекторов со значениями поля индекса, выходящее за рамки разрешённых для таблицы GDT. Аналогичный механизм используется и для проверки селекторов, ссылающихся на LDT. Перед переходом в защищённый режим программа должна создать в оперативной памяти таблицу GDT и загрузить регистр GDTR при помощи специальной команды LGDT. GDT и LDT представляют собой массивы дескрипторов - описателей сегментов.
Дескриптор сегмента для процессора i80286.
Длина дескриптора составляет 8 байт. Он состоит из следующих полей:
поле базового адреса длиной 24 бита содержит физический адрес сегмента, описываемого данным дескриптором;
поле предела содержит размер сегмента в байтах, уменьшенный на единицу;
поле доступа описывает тип сегмента (сегмент кода, сегмент данных и др.);
зарезервированное поле длиной 16 бит для процессора i80286 должно содержать нули, это поле используется процессорами i80386 и i80486 (там, в частности, хранится старший байт 32-разрядного базового адреса сегмента).
Ограничение размера сегментов и контроль за попытками адресации памяти вне пределов сегментов сильно повышает надёжность системы. Программа не может разрушить чужие сегменты, в частности, сегменты операционной системы. Поле доступа, занимающее в дескрипторе один байт (байт доступа) служит для классификации дескрипторов.
- 2. Теневая память
- 6.Недостатки ms-dos и пути их преодоления
- 7.Структура conventional памяти
- 9. Обработчики 09h и 16h клавиатуры
- 10. Extended память
- Expanded память
- Upper память
- 14.Структура данных на магнитных дисках
- 15. Клавиатура. Scan-код
- 16. Распределение памяти в реальном режиме
- Адресация озу при использовании сегментации в защищённом режиме
- 19. Hma память
- Механизм страничной адресации
- 23.Тест клавиатуры
- 24. Прерывания bios
- Преобразование логического адреса в физический при включённой страничной адресации
- 26. Исключения и их обработка
- 27. Управление клавиатурой
- 28. Приоритет обработки прерываний
- Привилегии и защита программ
- 30.Механизм виртуальной памяти
- 31.Дескрипторы сегментных регистров
- 32.Кэш память
- 33.Таблицы локальных и глобальных дескрипторов
- 34.Cga, vga адаптеры
- Характеристики vga адаптеров
- 35.Таблица дескрипторов idt
- 37.Шлюзы и их применение
- 38.Понятие дескриптора
- 39. Адаптер дисплея
- 40.Функции dos и bios для клавиатуры
- 41 Пять компонентов защиты
- 42.Виртуальный 8086
- 43.Классы приоритетов
- 44.Многозадачный режим. Статические и динамические наборы
- 45.Шлюз задач
- 46. Библиотеки dll
- Явная компоновка
- 47.Виртуальная память процессора
- 48.Адресное пространство w9х
- 49.Адресное пространство nt
- 51. Файл подкачки страниц
- 52. Два процесса – один ехе файл.
- 53. Физическая память и страничный файл
- Физическая память в страничном файле не хранится
- 54. Алгоритм загрузки программ
- 56. Переданная и зарезервированная память
- 57.Разделы ехе файла
- 58. Проецируемые в память файлы
- 59.Механизмы работы с файлами больших размеров
- 60. Различия в обработке прерываний и исключений