上一篇文章，我們大致領略了現代處理器的結構和特點。點解連結檢視上一篇文章：現代處理器的結構和特點

本篇文章開始，學習保護模式下的的各種機制。什麼是保護模式呢？

一般來說，作業系統負責整個計算機軟硬體的的管理，它做任何事情都是可以的。但是使用者程式就應當有所限制，使用者程式它只能訪問自己的資料自己的程式碼，即使是轉移，也只允許在自己的各個程式碼段之間進行轉移。

但是，在本篇文章之前，我們學習的各種機制下，使用者程式碼對記憶體的訪問是非常自由的，沒有人管！它想訪問哪裡就訪問哪裡。如果一不小心，訪問到了作業系統的程式碼段或者作業系統的資料段，並將其修改，那麼就會發生無法預測的錯誤！

在多使用者，多工時代，記憶體中會存在很多的使用者程式在執行。此時我們應該讓他們彼此之間有一個間隔，讓他們彼此不會因為不小心修改了彼此的程式碼或者資料而導致出錯。那麼如何實現？

其實就是我們即將要學習的保護模式的內容了。

1、全域性描述符表（GDT）

在進入保護模式之前。首先來介紹一下，全域性描述符表（Global Descriptor Table，GDT）。

在真實模式下，處理器將記憶體分為邏輯上的段，在訪問記憶體時，在指令中，使用段內偏移地址。這在之前的文章學習的很深刻了。

在保護模式下，就不太一樣了。對記憶體的訪問，依然使用段地址加偏移地址，但是，在每個段能夠進行訪問之前，必須先進行登記。

為什麼進行登記呢？我們上面有一個疑問就是如何讓各個使用者程式彼此隔開，說白了就是讓它們不要訪問彼此的程式碼與資料以防造成混亂。 那麼在這裡，我們對各個用程式的段，進行登記，並記錄各個段是屬於哪個使用者程式啊，各個段的大小以及屬性啊之類的，對這些資訊進行登記，當一個程式想要訪問一個地址的時候，我們首先檢視這個段是否是這個使用者程式能夠訪問的，如果不能，就產生一個段錯誤之類的資訊給使用者，這樣的話，看起來可以達到我們的目的：讓各個使用者程式隔離。

那麼，和一個段有關的資訊，需要8位元組來描述，稱為段描述符。每個段都需要一個描述符。為了存放這些描述符，需要在記憶體中開闢一段記憶體空間用於存放各個段的描述符。這些集中存放在一起的描述符構成了描述附表。

最主要的描述符表示全域性描述符表（Global Descriptor Table，GDT），所謂全域性，意味著該表是為整個軟硬體系統服務的。對應的還有一個區域性描述符表（LDT），這在後面會進行學習。

因為在進入保護模式之後，處理器立即需要按新的記憶體訪問模式工作，所以必須在進入保護模式之前，就定義好GDT。但是由於在真實模式下，只能訪問1M以下的記憶體，所以如下圖，在進入保護模式前，我們定義的GDT大致就是在下圖中的位置：

上面的GDT放在1M以下指示為了相容真實模式。在進入保護模式後，可以修改全域性描述符表的位置。

上述的GDTR是什麼？

為了跟蹤全域性描述符表，處理器內部有一個48位的暫存器，稱為全域性描述符表暫存器（GDTR）。該暫存器分為兩部分，分別是32位的線性地址和16位的邊界。如下圖所示：

• GDTR的32位線性地址部分八寸的是全域性描述符表在記憶體中的位置
• GDTR的16位邊界部分儲存的是 全域性描述符表的邊界（界限），其在數值上等於表的大小（總位元組數）減一。

因為GDT的界限值是16位的，所以該表最大是2¹⁶位元組，也就是65536位元組（64KB）。又因為一個描述符佔用8位元組，故最多可以定義8192個描述符。

2、總結

循序漸進，本文只記錄學習全域性描述符表。理解GDT與GDTR。

筆記記得不是很全，如果有不懂的可以加我聯絡方式一起交流。

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