IA-32中的段选择器

Question

分段选择器何时进入图片。英特尔指南中的专栏说：

  

“每个段描述符都有一个关联的段选择器。一个段   选择器提供使用它的软件和GDT的索引   或LDT（其相关段描述符的偏移量），a   全局/本地标志（确定选择器是否指向GDT   或LDT）和访问权限信息。“

我不太明白。

是否有单独的段选择器寄存器？    它是如何计算的？    为什么我们需要它。？

Answer 1

GDT代表全局描述表 这里重要的是单词 table ，而表格中的Intel表示数组。

一个表一个数组，它有元素，每个元素都叫做 Descriptor 。当然，每个元素都可以被索引，即它具有唯一索引

段选择器寄存器保存描述符的索引。段选择器寄存器中的值称为 selector 。

然而，事情要详细一点 索引 不是 选择器。

除 index 之外，段选择器寄存器还包含两件事：

1. 程序员想要用来访问描述符的权限。对于每个寄存器，这称为 RPL （请求权限级别），但CS称为 CPL （当前权限级别）。 RPL 和 CPL 在使用段选择器寄存器时所扮演的角色在英特尔手册中定义，它太长了，无法在此解释。

2. 用于查看的表格。一个表是 GDT ，另一个是 LDT 。英特尔手册中也存在差异和用法。

所以非正式规则是：

选择器 = 索引 + table_to_use + 权限
table_to_use + index = descriptor = 有关要使用的内存段的所有信息

当然，+并不意味着算术加。段选择器寄存器的实际位字段是

15                                                 3    2        0
+--------------------------------------------------+----+--------+
|          Index                                   | TI |   RPL  |
+--------------------------------------------------+----+--------+

TI = Table Indicator: 0 = GDT, 1 = LDT

因此，例如值05h选择索引为0的描述符（在 LDT 中使用 RPL = 1），这在英特尔明确规定时无效不使用描述符0 可以使用选择器 08h访问第一个可用的描述符，选择 GDT 表 RPL = 0。值08h-0bh全部选择 GDT 中索引为1的描述符，只是使用不同的 RPL 。

这是术语的完整ASCII艺术

<---- Selector ---->    +----- Segment Selector Register
+-------+----+-----+    v
| Index | TI | RPL | = DS
+-------+----+-----+            GDT                        LDT
   |      |             +---------------------+   +---------------------+
   |      +------------>| Null Descriptor     |   | Null Descriptor     |
   |                    +---------------------+   +---------------------+
   |                    | Descriptor 1        |   | Descriptor 1        |
   |                    +---------------------+   +---------------------+
   |                    |                     |   |                     |
   |                    ...     ...    ...   ...  ...     ...    ...   ...
   |                    |                     |
   |                    +---------------------+
   +------------------->| Descriptor K        |
                        +---------------------+
                        |                     |
                        ...     ...    ...   ...

关于如何计算以及我们需要它的原因

简短回答：阅读英特尔手册，因为它是完整的参考资料。

长答案：我们，用户模式程序员，不计算它。因为段的所有这些都归结为限制程序的特权，因为它是命令而不是我们的操作系统，我们只是使用操作系统给我们的值（通过基本上加载我们的程序）作为 GDT 和 LDT 由操作系统设置，现在它愿意在任何方面与我们合作。

我们需要细分受众群，因为在真实模式中存在细分市场（Google可获取更多信息），因为他们可以避免在没有传呼的情况下重新定位收集隔离（Google了解更多信息），并且因为细分现在包含更多信息比简单的基本偏移和限制。其中之一： Descriptor Privilege Level 限制用户模式程序的权限。

Answer 2

在实模式中，对存储器的访问是分段的，即通过指定段位置和段偏移来访问它。然后通过将偏移量添加到偏移的左段位置来计算物理地址。段位置段和段偏移量均为16位。

由于英特尔的设计选择显然非常注重向后兼容性，因此他们选择保留16位大小的段寄存器。当保护模式出现时，这会引起问题。在保护模式下，GDT（全局描述符表）和LDT（本地描述符表）保存在内存中的某处。这些描述符包含有关处理器使用的段的所有必要数据。为了访问这些描述符，您需要一个段选择器，它实际上是段描述符数组（即LDT或GDT）的索引。

基本上，将5指定为段选择器的值会导致CPU使用本地/全局描述符表中的第5个（索引从零开始）描述符。

Answer 3

所以会发生什么：

无论何时加载程序，链接加载程序都会使用适当的选择器加载“Segment寄存器”。
段寄存器（例如CS，DS，SS等）分为两部分：可见和隐藏。
它是由装载机装载的可见部分，具有适当的值。
该值是GDT或LDT中的索引，具体取决于选择器的TI标志 处理器自己加载隐藏部分。隐藏部分中的信息是线性地址空间中的段基地址，段限制，访问信息。