Процессоры Intel в защищенном режиме презентация

массивами, длиной более 64 Кб, т.к. используются 16 разрядные смещения
Невозможно запустить более одной программы (однозадачный режим)
Невозможно реализовать защиту адресного пространства от постороннего вмешательства

4Гб
Использование дополнительных регистров
Использование новых способов организации памяти
Реализация многозадачности
Реализация защиты адресного пространства

– линейный адрес таблицы глобальных дескрипторов (GDT)
16 бит – размер GDT
Используется для определения дескриптора сегмента в GDT совместно с сегментными регистрами

– линейный адрес таблицы глобальных дескрипторов прерываний (IDT)
16 бит – размер IDT
Когда происходит прерывание, процессор передает управление на обработчик, описываемый дескриптором из IDT, с указанным номером

– линейный адрес таблицы локальных дескрипторов (LDT)
16 бит – размер LDT
Используется для определения дескриптора сегмента в LDT совместно с сегментными регистрами

(TSS) из GDT
8 байт – дескриптор сегмента состояния задачи (TSS) из GDT
TSS хранит всю информацию о задаче, если ее выполнение прервано. При выполнении задачи информация о TSS загружается в регистр TR.

начал сегментов хранятся в сегментных регистрах
Для получения линейного адреса к адресу начала сегмента добавляется 16-ти битное смещение

Р-режим
Память разбивается на смежные участки памяти – сегменты
Адреса начал сегментов и другая информация хранятся в специальных таблицах дескрипторов сегментов (GDT и LDT)
В сегментных регистрах хранятся селекторы дескрипторов сегментов
Получение линейного адреса по более сложной схеме

одной из таблиц дескрипторов сегментов – GDT или LDT

– GDT
1 – LDT
3-15 – номер дескриптора в таблице дескрипторов сегментов

0

1

2

3

15

адреса при сегментом способе организации памяти в P-режиме)
Содержит дополнительную информацию о сегменте (разрядность, размер, уровень защиты…)
Размер дескриптора 8 байт

байтах, 1 — лимит в 4-килобайтных единицах)
бит 6: бит разрядности (0/1 — 16-битный/32-битный сегмент)
бит 5: 0
бит 4: зарезервировано для операционной системы
биты 3 – 0: биты 19 – 16 лимита
слово 2:
бит 15: бит присутствия сегмента
биты 14 – 13: уровень привилегий дескриптора (DPL)
бит 12: тип дескриптора (0 — системный, 1 — обычный)
биты 11 – 8: тип сегмента
биты 7 – 0: биты 23 – 16 базы
слово 1: биты 15 – 0 базы
слово 0 (младшее): биты 15 – 0 лимита

локальных дескрипторов сегментов (LDT)
В состав TSS входит значение LDTR для данной задачи
Определение линейного адреса строится на выборе дескриптора из LDT задачи

Pentium Pro и выше – возможно по 4 Мб)
процессор физически обращается не по линейному адресу, а по тому физическому адресу, с которого начинается данная страница
описание каждой страницы из линейного адресного пространства, включающее в себя ее физический адрес и дополнительные атрибуты, хранится в одной из специальных системных таблиц
страничная адресация абсолютно невидима для программы

одна страница) и содержит 1024 4-байтных указателя на таблицы страниц
Каждая таблица страниц имеет размер 4096 байт и содержит указатели до 1024 4-килобайтных страниц

каталоге
12-21 – номер страницы в таблице страниц
0-11 – смещение от физического адреса начала страницы в памяти

0

11

12

21

22

31

страниц или самой страницы)
биты 11 – 9: доступны для использования операционной системой
бит 8: G — «глобальная страница» — страница не удаляется из буфера TLB при переключении задач или перезагрузке регистра CR3 (только на Pentium Pro, если установлен бит PGE регистра CR4)
бит 7: PS — размер страницы. 1 — для страницы размером 2 или 4 мегабайта, иначе — 0
бит 6: D — «грязная страница» — устанавливается в 1 при записи в страницу; всегда равен нулю для элементов каталога страниц
бит 5: А — бит доступа (устанавливается в 1 при любом обращении к таблице страниц или отдельной странице)
бит 4: PCD — бит запрещения кэширования
бит 3: PWT — бит разрешения сквозной записи
бит 2: U — страница/таблица доступна для программ с CPL = 3
бит 1: W — страница/таблица доступна для записи
бит 0: Р — страница/таблица присутствует. Если этот бит — 0, остальные биты элемента система может использовать по своему усмотрению, например, чтобы хранить информацию о том, где физически находится отсутствующая страница