保护模式模拟器寄存器解析-优快云博客

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/* author: mik

* project: pm_simulation （一个保护模式行为模拟器）

* sregister.h 这个文件描述段管理的几个相关寄存器的结构

#ifndef __SREGISTER__

#define __SREGISTER__

/* 选择子共16位长 */
typedef struct selector {
    unsigned short RPL : 2;             /* Bit0~Bit1: 请求权限 */
    unsigned short TI : 1;             /* Bit2: 描述符表索引 */
    unsigned short SI : 13;            /* Bit3~Bit15: 描述符索引 */
} SELECTOR;

/* 段寄存器2部分：16位的选择子域，是可视部分；48位不可视部分，由处理器自动设置 */
typedef struct segment_reg {
    SELECTOR selector;                  /* 段寄存器中的选择子域：是可用域 */
    unsigned attributes : 16;           /* 段属性：2个字节宽,不可用域 */
    unsigned limit : 32;                /* 段长：4个字节宽，不可用域 */
    unsigned base : 32;                 /* 段基地址：4个字节宽，不可用域 */
} __attribute__((packed)) SEGMENT_REG;

/* 全局描述符表寄存器及中断描述符表寄存器结构 */
typedef struct {
unsigned short limit; /* 描述符表长度 */
unsigned base; /* 描述符表基址 */
} GDT_REG, IDT_REG;

/* 局部描述符表寄存器及任务寄存器结构 */
typedef SEGMENT_REG LDT_REG, TASK_REG;

#endif

一、选择子结构

RPL：为访问请求选择子的权限级别，分为：0、1、2、3 共4个级别。通常配合 CPL（当前运行级别）以及 DPL（描述符设置的对段的访问权限级别）三者进行权限的检查。

TI：为 0 时，是基于全局描述符表进行索引。为 1 时，是基于局部描述符表进行索引。

SI：此域为描述符表的索引值。共13位，可索引的描述符为8192个描述符。

当 SI 为 0 时，仅当 TI == 0 时，才是合法的索引值，此时为全局描述符表的第1个表项。当 T == 1时，将会产生 #GP 保护异常

二、段寄存器结构

分为两部分：一部分是对于软件来说是可见的。另一部分是不可见的，由处理器自动设置。

selector 域是可见的。当执行 mov cs,.. mov ds.. 等指令时，将加载进段寄存器。

attribute、limit 及 base 是不可见部分。当经过索引获取描述符后，处理器自动将描述符相关域加载进入这些部分。