Дескрипторы сегментов
Имеется дескриптор сегмента, используемый для описания каждого сегмента в системе. Имеются обычные и системные дескрипторы. Ниже представлен дескриптор во всей своей красоте. Такой странный формат создан специально для того, чтобы обеспечить совместимость с 286. Заметьте, что он занимает 8 байт
63-54 55 54 53 52 51-48 47 46 45 44-40 39-16 15-0 Base G D R U Limit P DPL S TYPE Segmet Base Segmet Limit 31-24 19-16 23-0 15-0
Разъяснения:
| R | зарезервирован (0) |
| DPL | 0 означает ядро, 3 означает пользователя |
| G | 1 означает гарантировано 4К (В Linux установлен всегда) |
| D | 1 означает 32-х битное значение операнда по умолчанию |
| U | определяется программистом |
| P | 1 означает присутствие в физической памяти |
| S | 0 означает системный сегмент, 1 означает обычный сегмент кода или данных |
| TYPE | Существует много возможностей. Прерывания различны для системных и обычных дескрипторов. |
Системные дескрипторы в Linux
TSS: P=1,DPL=0,S=0, type=9, limit=231 пространство для 1 tss_struct
LDT: P=1,DPL=0,S=1, type=2, limit=23 пространство для 3 дескрипторов сегментов
База устанавливается при выполнении fork(). Для каждой задачи есть свой TSS и LDT.
Обычные дескрипторы ядра в Linux (head.S):
код: P=1,DPL=0,S=1,G=1,D=1, type=a, base=0xc0000000, limit=0x3ffff
данные: P=1,DPL=0,S=1,G=1,D=1, type=2, base=0xc0000000, limit=0x3ffff
Состав LDT для task[0] (sched.h):
код: P=1,DPL=3,S=1,G=1,D=1, type=a, base=0xc0000000, limit=0x9f
данные: P=1,DPL=3,S=1,G=1,D=1, type=a, base=0xc0000000, limit=0x9f
LDT, устанавливаемые по умолчанию для оставшихся задач (exec()):
код: P=1,DPL=3,S=1,G=1,D=1, type=a, base=0, limit=0xbffff
данные: P=1,DPL=3,S=1,G=1,D=1, type=2, base=0, limit=0xbffff
Размер сегментов ядра 0х40000 страниц (4КВ страниц с G=1=1GB) тип подразумевает, что для кодового сегмента разрешается read-exec, а для сегмента данных read-write.
Регистры, объединенные посредством сегментации.
Формат сегментного регистра: (для программиста видимым является только селектор)
16 -бит 32-бит 32-бит селектор база физического адреса ограничения сегмента атрибуты
Невидимую часть сегментного регистра более удобно рассматривать в формате, используемом во входах таблицы дескрипторов, которые устанавливает программист. Таблицы дескрипторов имеют связанные с ними регистры, которые используются при их размещении в памяти. GDTR (и IDTR) инициализируются при запуске и вместе с этим определяются таблицы. LDTR загружается при каждом переключении задачи.
Формат GDTR (иIDTR):
32-бит 16-бит Линейный базовый адрес ограничение таблицы
TR и LDTR загружаются из GDT и таким образом имеют формат других сегментных регистров. Регистр задач (TR) содержит дескриптор для TSS текущей выполняемой задачи. Выполнение перехода на селектор TSS вызывает сохранение состояния в старом TSS, в TR загружается новый дескриптор и регистры перезагружаются новым TSS. Эти действия реализуются программой-шедуллером при переключении задач пользователя. Отметим, что поле tss_struct.ltd содержит селектор для LDT этой задачи. Он используется для того, чтобы загрузить LDTR. (sched.h)
