第5章存储器管理基础.docVIP

第五章：存储器管理基础 一：概述 在保护模式下，存储器管理包括哪些方面呢？ 一个如何存储 分段： 存储段：代码和数据 系统段：局部段描述表，任务状态段 分页： 如何访问 通过一个访问描述符来访问我们存储在内存中的东西。 描述符的分类： 全局描述符 局部描述符 描述本身存储在哪里呢？ 全局描述符存储在全局段描述表 局部描述符存储在局部段描述表中 根据描述符描述内容描述又可以分为： 描述符：包含什么内容？ 描述符有三种： 存储段描述符：存储段包括，段基址、段长、段属性。 系统段描述符：段基址、段长、段属性 系统段描述符有：LDT局部段描述表描述符。TSS任务状态段描述符。IDT中断描述表描述符。 门描述符： 门的分类：调用门、中断门、陷进门。 描述符与内存块的关系如下图： 这些描述符存放在哪??呢？ GDT 全局段描述表。 CPU如何感知GDT在哪里呢？ GDT的首地址必须存储到GDTR，GDTR是一个48位寄存器，其中高32存储了GDT的基地址。低16位存储了GDT长度。CPU通过GDTR中的32位基地址就能找到GDT. LDT 局部段描述表 CPU怎么找到LDT局部段描述表呢？ CPU有一个LDTR，必须注意的是，LDTR并不是一个48位的寄存器，而是一个16位寄存器。因此意味着不可直接通过LDTR来找到LDT。实际上LDTR是一个16位寄存器，它里面存储的是一个选择子，是一个全局段描述表的选择子。 什么叫选择子呢？ 全局段描述表、局部段描述表、中断描述表，这些描述表中都存储着64位的描述符。因此描述表就相当于一个数组，数组的每个元素是64位，也就是8个字节。这个选择子就相当于数组下标。 选择子是一个16位数据，其中高13位是描述表数组的下标，第三位分成两个部分，低两位是特权级。第三位是表式该选择子是全局段描述表的选择子还是局部段描述表的选择子。 如何通过LDTR找到描述符呢？ 根据LDTR中的内容，在GDT中找到局部段描述表的描述符，找到后，就可以得到局部段描述表的基地址。 根据第一步得到的基地址，加上局部段描述符选择子（低三位清0），就可以得到局部段描述符。 从局部段描述符中就可以得到局部短的基地址、长度、段属性。 局部段选择子： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1、首先，D2 = 0 表示这个选择子是一个局部段选择子。 2、必须找到该局部段，找的过程如上图所示 段的类型 存储段 系统段 LDT局部段描述表（进程私有）。TSS任务状态段。IDT中断描述表。 LDT 中存储的是存储段描述符。 IDT 中存储的是门描述符，也就是描述的中断服务程序的入口地址。 TSS任务状态段 注意：在操作系统中TSS任务状态段涉及到线程的切换。线程可以执行，也可挂起。线程切换时，需要切换线程现场，在保护模式下，现场的内容是非常多的，而且还有特权级的问题。因此，在硬件设计的时候就考虑到了任务的切换的问题。 TSS任务状态段是用来保存现场数据的。 CPU如何知道当前正执行的是哪个任务（线程，函数）。 CPU内部有个寄存器TR(16位)，TR叫任务状态段选择子。通过TR就可得到TSS的描述符，这个描述符中的段基址就是TSS的首地址。 TSS任务状态段的格式 TSS由5个部分构成的： 链接字段 内层堆栈指针字段 在保护模式下，不同的特权级的函数，使用不同数据，局部变量存储在堆栈中，因此不同不同的特权级的函数使用堆栈也应该不同。 有4中特权级，一次在保护模式下，对于一个进程来说，有4个不同堆栈。 对CPU来说，当前使用的堆栈是谁呢? 有CPU的SS:ESP来决定。 在TSS中保存着0,1,2三级堆栈的48全地址。 其作用是，为了从低级向高级跃迁时找到高特权级的堆栈指针。 从3级跃迁到1级的过程： 首先将3级ss保存到一个通用寄存器中一般式EAX的低16位。再将第3级的ESP保存到一个通用寄存器中，一般式ECX。然后将第1级的SS:ESP从TSS中的相应位置取出，然后修改到CPU的SS:ESP中。 然后，将第三级SS：ESP也就是AX:ECX中内容入栈。也就是在第一级堆栈中保存第3级的堆栈指针。同时将断