第四章保护模式软件结构-Read

第四章保护模式软件结构保护模式下的寄存器管理和地址变换描述符和页表保护模式系统控制指令多任务和特权保护虚拟8086方式第四章保护模式软件结构1、保护模式存储器管理和地址变换1）虚拟地址和虚拟地址空间SELECTOROFFSET

47

32

310

虚拟地址INDEXT1RPL013215选择子偏移地址第四章保护模式软件结构一个存储段最大可达2=4G虚拟地址空间为2*2=64T存储器指针：48位选择子：16位偏移地址：32位323214第四章保护模式软件结构2）、虚拟地址空间分段在分段工作模式下，虚拟地址空间64T被分成两个空间：

全局存储器空间局部存储器空间由选择子中的T1位来选择：T1=0，选择局部描述符表

T1=1，选择全局描述符表第四章保护模式软件结构2）、虚拟地址空间分段

为何要有全局与局部存储器？实现多任务处理

任务1，局部地址空间段1

任务n，局部地址空间段n

全局地址空间第四章保护模式软件结构3）、虚拟地址与物理地址空间转换可供编程使用的虚拟地址空间是64T，CPU在保护模式下的地址总线为32位，可访问4G字节的物理存储空间。一般，物理存储器中驻留的只是少量信息，当前不使用的，大量的信息存放在硬盘中。在硬盘及存储器间，需要信息交换，地址映射。

第四章保护模式软件结构3）、虚拟地址与物理地址空间转换

由CPU的分段和分页部件负责将48位虚拟地址空间映射到32位物理地址空间，采用地址查表方法转换。

3）、虚拟地址与物理地址空间转换

SELECTOR

OFFSET

15

0

31

0PG？

段转移

DIRPAGEOFFSET

页转换

0

31

0

31

页禁止

逻辑地址

线性地址

物理地址第四章保护模式软件结构3）、虚拟地址与物理地址空间转换分段不分页，产生的线性地址即为物理地址。虚拟地址=段选择子：偏移地址物理地址=基地址+偏移地址

第四章保护模式软件结构4）、虚拟地址分页与虚拟地址到物理地址的转换

page1048575page1048574物理地址空间page2page1page04kb

分页结构第四章保护模式软件结构4）、虚拟地址分页及虚拟地址到物理地址转换在分页下，生成的线性地址不再是物理地址。

线性地址

偏移地址字段页字段页目录字段第四章保护模式软件结构

2、描述符与页表项1）描述符：构成全局、局部、中断描述符表的元素。

2）分类：

描述符

存储器段描述符

系统段描述符

门描述符代码段描述符数据段描述符堆栈段数据段任务状态段（TSS）描述符局部描述符表（LDT）描述符任务门，调用门，中断门，陷阱门3）存储段描述符存放程序的代码段和数据段。由属性字段，基地址，边界组成。BaseAttributesBaseLimit76543210GD0ALimitPDPLDTYPEVT4）系统段描述符包括LDT，TSS描述符。BaseAttributesBaseLimit76543210GX0ALimitPDPLDTYPEVT5）门描述符包括LDT，TSS描述符。OffsetAttributesSelectorOffset76543210PDPLDTYPE000DwordT6）页表项/页目录目录项格式页表项格式目录项/页表项格式

AVL00XA00U/SR/WP

页表地址

页帧地址3、多任务与特权保护80386以上的微处理器都能实现多任务。由任务切换机制完成各任务间的切换。1）保护模式

核心层0

系统层1

用户层2

应用层33、多任务与特权保护2）通过保护模式访问代码和数据段如何在同一特权级或不同特权级访问程序或数据？

描述符特权级DPL：输入/输出特权级IOPL：各任务的I/O，中断等。当前特权级CPL：当前正在访问的。动态改变。请求特权级RPL特权规则：CPLDPL3、多任务与特权保护3）任务切换与任务状态段表跳转指令，不返回先前任务。任务切换：调用指令，允许返回。任务描述符：包含了启动任务和停止任务所需的全部信息。任务状态表：存放MPU状态，任务反向链选择子，局部描述符表寄存器选择子，堆栈选