保護(hù)模式(Protected Mode):是一種80286系列和之后的x86兼容cpu的運行模式。保護(hù)模式有一些新特性，如內(nèi)存保護(hù)、標(biāo)簽頁系統(tǒng)及虛擬內(nèi)存?，F(xiàn)在的大多數(shù)x86操作系統(tǒng)都在保護(hù)模式下運行。

下面先給出保護(hù)模式下尋址的整體框架：

286CPU在保護(hù)模式下的尋址

選擇符(Selctor)

• 存放在段寄存器中
• 用于選擇某個描述符表(Descriptor Table)中的描述符(Descriptor)

格式：

選擇符

• INDEX指示描述符在描述符表中的位置。
• TI定義描述符表。置1指示描述符在當(dāng)前局部描述符表LDT中，置0指示描述符在全局描述符表GDT中。
• RPL指示請求特權(quán)級0~3.

描述符(Descriptor)

• 詳細(xì)定義一個段的起始地址、界限、屬性等內(nèi)容。
• 包括32位段基址、20位段界限以及12位的其他附屬標(biāo)志。
• x86存儲管理硬件管理64T虛擬地址空間分段的基本單位。
• 多個描述符構(gòu)成描述符表。

分類：

描述符分類

格式：

程序段描述符

• 基地址(32位)：指示段基址,允許段在其4G字節(jié)存儲器的任何單元開始。
• 段界限：指示該存儲段的最大偏移地址。1MB或1MB*4K
• G:段界限長度標(biāo)志。置1表示界限長度以4K為單位，段長[4K,4G].置0表示界限以字節(jié)為單位，段長[1,1M].
• D:指令模式標(biāo)志。置1，32位指令模式。置0，64位指令模式。
• AV：段有效標(biāo)志。置1，指示段有效。置0，指示段無效。
• P：選擇符有效指示位。置1，表示選擇符定義的段在存儲器中存在。
• DPL：設(shè)置描述符特權(quán)級0~3.0最高，3最低。一個任務(wù)可以訪問相同或低特權(quán)級的數(shù)據(jù)段，可以調(diào)用相同特權(quán)級的程序，可以經(jīng)過門間接訪問更高特權(quán)級的段。
• DT：定義描述符類型。置1，表示程序段(數(shù)據(jù)或代碼段)描述符。置0，系統(tǒng)描述符或門描述符。

位說明

位功能組合

系統(tǒng)段描述符

門描述符

段描述符高速緩沖寄存器

在保護(hù)模式下，32位微處理器為每個段寄存器(CS、DS、ES、SS...)以及部分系統(tǒng)地址寄存器(TR、LDTR)都配備了一個描述符高速緩沖寄存器。
每當(dāng)把一個選擇符裝入一個段寄存器時，微處理器自動從描述符表取出相應(yīng)的描述符，裝入對應(yīng)的描述符高速緩沖寄存器中，以后再對該段訪問時直接從描述符高速緩沖寄存器中取。

描述符表(Descriptor Table)

把描述符組織成線性表，叫做描述符表。
其在內(nèi)存中的位置(32位)和大小(16位)由系統(tǒng)地址寄存器(GDTR、LDTR、IDTR)指示。

分類：

• 全局描述符表GDT
• 局部描述符表LDT
• 中斷描述符表IDT

由于描述符表界限用16為表示，故表長最大64K字節(jié)，每個描述符占8個字節(jié)，所以全局描述符表和局部描述符表最多存放8K個描述符，中斷描述符最多存放256個中斷描述符。

全局描述符表GDT

• 整個系統(tǒng)只有一個
• (公共的)每個任務(wù)都可能或可以訪問的段描述符
• (自己的)各個任務(wù)的TSS段描述符、LDT所在的段描述符、各種調(diào)用門、任務(wù)門描述符。
• GDTR存儲其位置

局部描述符表LDT

• 描述局部存儲器地址空間
• 每個任務(wù)都有自己獨立的局部描述符表
• 包括自己的代碼段、數(shù)據(jù)段、堆棧段描述符，以及該任務(wù)使用的門描述符。
• 位置由LDTR間接說明
  

中斷描述符表IDT

• 包含中斷門、陷阱門和任務(wù)門描述符
• 門描述符提供中斷服務(wù)程序的起始地址及屬性。
• 整個系統(tǒng)只有一個

任務(wù)狀態(tài)段

包含任務(wù)所必須的信息，如訪問某個寄存器狀態(tài)的初始值。
任務(wù)切換過程中實現(xiàn)任務(wù)的掛起和恢復(fù)。

格式：

尋址：