保护模式

之前的程序都是在实模式下面的程序，只能访问1M的地址，2^20

intel退出32位cpu完全兼容16位cpu，重要的一点是可以继续使用16模式下的寻址方法。

32位cpu地址线为32根，最大内存为4G，如何利用原来的seg：offset表示方式，来表示32根地址线。

把32位的物理内存写入一个表中，每个表项记录内存的开始地址和大小，边界，

16位的寄存器用来表示表的索引。比如：当16bit段寄存器中存放的数值为2，则表示内存放在表的第二个表项中。

事先分好的内存段信息存入一张表格中，让后段寄存器中表村你要访问的内存段所在的这张表的索引。

这张表包含的内容，如何通过这张表找到所需的内存块。

段选择子16位（段寄存器16bit）其中高13bit用来表示描述符的索引，低三位用来表示段描述符

表中所指向的段描述符的属性。（所以段描述符有2^13=8096个索引项）

15                      3   2    0

  描述符索引             TI   RPL

TI表示从全局描述符表读取描述符还是从局部描述符中读取描述符。（进程的私密空间或者一些通用库的内存地址）

RPL，用于特权检查

没有开启分页机制，线性地址空间等于物理地址。（有了分页机制，比如ARM中的mmu，可以将多块线性地址映射到同一块物理地址，这个时候，线性地址远远大于物理地址，换入换出机制）

段寄存器存放了段描述符表中的索引号，通过该索引可以知道该索引号的段描述符

因为段描述符内记录了段在32位内存的开始地址和段的长度（段界限）那么就能定位

到实际的物理内存地址。

段描述符有8个字节，每个字节的具体含义。

 

第七个字节的第四位存放段界限剩余的4位。

段属性

段属性位于段描述符第六和第七个字节，用来描述该段是数据段还是代码段或者是堆栈段，对于数据段或者堆栈段来说是否可读或者可写（RW），对于代码段来说是否可执行||以及段描述符所指定的内存段在物理内存中是否存在。

type：4bit，描述该段是数据还是代码段，可读还是可写还是可执行？？

DT：我们代码中一般式存储段 DPL：特权级别指的是os中应用程序访问内存，时，规定哪些内存有权利去访问，8086cpu中，0~3，现在编写的是os，所以DPL为0

P：

AVL：intel保留，不管，都置为0

D：0表示16bitcode段，1是32bit code段，如果是数据段，0表示16bit地址，1表示32bit地址

G：这里是保护模式，G=1

 

由于我们在裸机上编写程序，因此我们必须在4G的内存空间中自己分配代码段和数据段。也就是说这个过程中没有操作系统的干涉，完全是我们自己搞定，想咋整就咋整。

在4G的内存范围内进行分配：

怎么把8M的数据填充到数据段描述符和代码段描述符

由于8M等于2^23(800000H)，没有办法吧23bit的地址填充到20bit的界限中,通过段界限公式来转化：

段界限=limit*4k+0fffh,当limit=8M的时候，limit等于7ffh，limit=(800000H-0FFFH)/4k= 7FFh,4k这里转化为十六进制，为1000h，将7ffh这个数据填充到段描述符的20bit界限位中，不足的添零。

DPL表示内存段的权限，表示有一定权限的进程才能访问，0为最高级别，内核程序最高。

avl：intel保留位，设为0.不管

D：数据段，表示边界是4g还是64k，代码段：0表示16位代码，1表示32位代码

G：保护模式下为1，实模式下面为0

总共有64bit8byte，段基址为32位，4byte，分成两个部分，段属性为4byte，段界限为byte0，1，按位填充即可。

代码段描述符和数据段描述符类似，只是段的基址不一样，为800001H，第七个字节的属性不一样。

数据段全貌

 

代码段全貌

其中绿色部分是代码段和数据段不同的地方，第一个是byte5低四位为1010，表示的意思是，当s=1即bit44表示为数据段和代码段描述符时，byte5第四位为代码段，表示代码段可执行，可读，详细见自己动手写操作系统p48.第二个变化是段基址从800001h开始，因为数据段大小为8M=800000h，byte0还是不变。

上面就构造好了数据描述符和代码描述符。