初识保护模式
書本第三章第一節是《認識保護模式》，初步講解了保護模式下全局描述符表GDT、段描述符、段選擇子、從實模式進入保護模式等內容。去年看這個的時候，如果不是有以前學習保護模式時做的筆記，還真不好懂呢，因為作者提供的材料不夠系統，對僅學習過8086匯編語言的人來說，是不太好理解的。下面的內容大體以我以前做的筆記為綱，較為簡略，只說明要點。（本來還可以參考下以前學習保護模式時收集的資料的，很可惜，移動硬盤壞了，資料都沒有了，早就該注意信息安全了的。）
- 描述符與描述符表
???? 8086是16位處理器，有16位的寄存器和數據總線，20位的地址總線，尋址能力為1MB。地址由段基址和段偏移兩部分組成，段基址和偏移地址都是16 位的，物理地址的計算方式為：物理地址=段基址×16+段偏移。從80386開始，Intel處理器進入了32位時代，地址總線為32位，尋址能力為 4GB。此時，通用寄存器變成從16位變成了32位，但段寄存器仍然是16位的，原來的基地址加偏移值的物理地址計算方法已經不適用了，需要新的計算方法。
??? 386以上CPU運行于保護模式時，雖然段寄存器仍然是16位的，但是其意義已經發生了變化：不再是表示段基地址了，而是表示段描述符在描述符表中的索引。此時，段寄存器的值也有了一個新的名稱：段選擇子。
?????? 段描述符是描述段屬性的一個8字節數據結構，分為三種類型：（數據段和代碼段）段描述符、系統段描述符和門描述符。書本第43頁給出了描述符的結構圖。書中說“由于歷史問題，它們（描述符中的段基址和段偏移）都被拆開存放”。我想，這個歷史問題是指為兼容80286處理器的設計吧：80286采用24位地址線，尋址能力16MB，所以段基址被拆開成低24位和高8位兩部分；80286已經引入“保護模式”的概念，是推出實模式和保護模式CPU的分水嶺。附兩個粗略介紹80286的網址：http://wiki.ccw.com.cn/80286?，http://baike.baidu.com/view/193778.htm
????? 描述符表是內存中保存一個或者多個描述符的區域，由相關寄存器（GDTR、LDTR、IDTR）指示其起始地址。有三種描述符表：
????? GDT Global Description Table 全局描述符表
????? LDT Local Description Table? 局部描述符表
????? IDT Interrupt Description Table 中斷描述符表
????? 段選擇子是段寄存器的內容。雖然386處理器中段寄存器還是16位的，但是在保護模式下，其內容的意義已經發生了變化，不再是表示段基地址，而是表示段描述符在描述符表中的位置。其中第0位和第1位是RPL（Request Privilege Level 請求特權級），用以進行訪問權限檢查，這個以后再詳細描述；第2位是TI（Task Indication，任務指示），其值為0表示使用GDT，為1表示使用LDT；第3至15位是段描述符在相應的描述符表中的索引。
- 存儲器尋址
???? 實模式下的尋址方式同8086：段基地址×16+段偏移地址。
???? 保護模式下使用48位地址指針：16位段選擇子和32位段偏移地址。尋址過程為：從相應的段寄存器中取出段選擇子，根據高13位從相應的描述符表中取得段描述符；用段描述符給出的32位段基地址，加上32位的偏移地址得到32位線性地址；如果沒有啟用分頁，則32位線性地址就是物理地址，否則線性地址再經過分頁機制轉化成物理地址。當然，尋址過程中會根據段描述符給出的段屬性進行各種檢查，如特權級檢查、地址越界檢查、段頁是否存在檢查等。
- 寄存器模型
?? 我覺得，沒有給出386的寄存器模型是本書的一大缺憾。這里給出386的寄存器模型并作簡要說明。（這張圖我花了好長時間用WPS Office畫的）
???
?????? 圖中陰影部分是實模式下可用的寄存器。
?????? EAX、EBX、ECX、EDX：8086中的通用寄存器已經擴展成32位的了。當然，還是可以使用AX、BX、CX、DX訪問低16位；或者用AH、AL等分別訪問低16位的高低兩個字節。
?????? CS、DS、SS、ES、FS、GS：新增了FS和GS這兩個16位的段寄存器。CS、DS、SS、ES的用途不變，還是代碼段、數據段、堆棧段和擴展段寄存器；FS和GS也可以看作是方便程序員使用的擴展段寄存器。
?????? EIP：地址變成32位了，指令指針當然也要擴展成32位的了。
?????? ESP、EBP、ESI、EDI：堆棧指針、基址指針、源變址、目標變址寄存器，名字前面加上字母E表示擴展成32位了。
?????? EFLAGS：標志寄存器也變成32位的了。
?????? 以下是386新增的寄存器：
?????? IDTR、GDTR和LDTR：IDTR和GDTR是48位的，分別用以保存中斷描述符表和全局描述符表的基地址（32位）和限長（16位）。LDTR保存局部描述符的段選擇子，其使用方式為：1 在LDTR中裝入段選擇子，CPU自動從GDT中取出局部描述符，放入高速緩存中，為當前任務建立LDT；2 以后使用段寄存器中的選擇子時，若發現TI位為1，則從LDT中找到相應的段描述符進行尋址操作。
?????? TR：任務寄存器，存放任務狀態段選擇子，指示任務狀態段描述符在GDT中的位置（類似LDTR）。使用方式類似LDTR：在TR中裝入段選擇子，CPU 自動從GDT中取出任務狀態段描述符，放入高速緩存中，為當前任務建立TSS。TSS是Task State Segment（任務狀態段)的簡寫，它定義了啟動任務所需要的信息，簡言之（不太準確），就是一個進程的相關信息。
?????? CR0、CR1、CR2、CR3、CR4：控制寄存器，保存了系統的各種標志位。其中CR0的低16位就是8086中的MSW(Machine State Word，機器狀態字）。這里需要關注的是CR0的第0位PE標志，其值為0表示當前運行在實模式下；為1表示運行于保護模式下。
- 進入保護模式
??? 書本上給出了進入保護模式的代碼，還有詳細的說明，我就不給自己的代碼了，只對一個地方進行簡要說明：為什么要在GDT的起始位置處定義一個沒有使用的空的描述符？??
??? 這個問題我想了好久也沒想通，后來在網上找到了答案：GDT中索引為0的描述符是特殊的空描述符，是不能使用的，如果使用它進行存儲器訪問，會引發Genernal Protection異常。關于這個問題，可以參考http://leonstar.bokee.com/36918.html
總結
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