GDT全局描述符表
GDT全局描述符表
什麽是GDT全局描述符表
GDT全稱為Global Descriptor Table,全局描述符表。
保護模式的尋址方式不在使用寄存器分段的方式直接尋址方式了。而采用的是使用GDT（全局分段描述表）來尋址。從而使用更多的內存地址。
創建GDT全局描述符表使用到一個48位的寄存器：GDTR寄存器。
1）首先，在內存中劃分一些內存段，並且每個內存段賦予一個索引。
2）然後，使用lgdt指令，設置GDT的索引和表信息的內存地址到GDTR寄存器。
3）進入保護模式，指令跳轉，從實模式分段方式尋址切換到使用GDT分段方式尋址。
4) GDT可以被放在內存的任何地方,只要提供內存地址給GDTR寄存器就可以了。
GDT格式
GDT全局描述符表
- 表基地址，表基地址位GDT段表在內存的地址，GDT段表是一個列表，存儲了多個 GDT段描述符。
- 表界限：GDT段表的空間信息，以字節為單位。
GDT全局描述符表 = GDT段表基地址 | 16位表界限
GDT段表 = GDT段描述符 ｜ GDT段描述符 ｜ GDT段描述符 ...
表界限 = GDT字節數 - 1 （表示 0 - 0x...）
GDT段描述符
GDT段描述符，用來描述在GDT方式在內存中分配的一個段信息，總共8字節64位。
GDT段描述符結構
為了兼容以前的CPU，GDT段描述符的信息被分割成幾個部分，格式如下：
GDT段描述符 ＝
段基址 （8位）| 段描述符（4位） | 段界限（4位） | 段描述符（8位） 段基址 （8位）
段基址 （16位） | 段界限（16位）
段描述符定義
- 段基址：規定段的起始地址,長度32位.
- 段界限：規定段的大小,長度20位。段界限可以是以
4KB或者1B為單元大小 - 段屬性：確定段的各種性質.長度(12位)
段屬性：
- G 粒度位: 段界限的單位大小，G=1表示段界限以
4KB為單元單位，G=0表示段界限以1B為單元單位 - D/B 表示操作數為多少位， 0表示16位操作數，1表示32位操作數
- L ： 0 表示非64位代碼段，1表示64位代碼段
- AVL ：可用字段，暫時沒什麽用
- P 段存在位:通常為1，表示段存在於內存中，0則此段為非法的，不能被用來實現地址轉換
- DPL 特權級(2位): 用來實現保護機制
- S 為0表示系統段，為1表示非系統段
- type 類型(4位): 用於區別不同類型的描述符。內存段或者門的子類型
type值
| Type位 | 說明 | 取值 | |
|---|---|---|---|
| 代碼段時 | |||
| X：3位 | 代碼段值為1 | 0：為數據段 1：為代碼段 |
|
| C：2位 | 訪問位 | 0：為普通段 1：為一致碼段 |
|
| R：1位 | 是否可讀 | 0：只執行 1：可讀 |
|
| A：0位 | 訪問位. 該段是否被訪問過 | 0 ：未訪問 1：已訪問 |
|
| 數據段時 | |||
| X：3位 | 數據段值為1 | 0：為數據段 1：為代碼段 |
|
| E：2位 | 擴展方向 | 0：向高位擴展 1：向低位擴展 |
|
| W：1位 | 是否可寫 | 0：只讀 1：可寫 |
|
| A：0位 | 訪問位 | 0： 未訪問 1：已訪問 |
段界限:
段界限邊界值 = （描述符的段界限值 + 1） × （段界限顆粒讀：4Kb 或者 1b） -1
反之：
描述符的段界限值 = （段界限邊界值 + 1） /（段界限顆粒讀：4Kb 或者 1b）
例如：
16MB的段界限值 = 0x1000000 /（段界限顆粒讀：4Kb 或者 1b - 1）= 0x0fff
段選擇子
段選擇子包括三部分：描述符索引（index）、TI、請求特權級（RPL）
GDTR寄存器
在內存中建立完成GDT信息後，CPU會將GDT的內存地址 和 段界限 數據加載入GDTR寄存器
GDTR寄存器數據(48位)：
GDTR定義數據(48位) ＝ GDT全局描述符表的大小(16位) + GDT全局描述符表的地址(32位)
lgdt指令
lgdt GDTR定義數據
其中GDT全局描述符表數據格式如下
GDT全局描述符表 = GDT段描述符(64位) | GDT段描述符(64位) | GDT段描述符(64位) ...
GDT段描述符 = 段基址 （8位）| 段描述符（4位） | 段界限（4位） | 段描述符（8位） | 段基址 （8位） | 段基址 （16位） | 段界限（16位）
其中，第一個GDT段的數據為空。
GDT全局描述符表