TSS(Task State Segment)和 GDT(Global Descriptor Table)之间的关系 ,TSS必须独占一段(抽象)

TSS(Task State Segment)和 GDT(Global Descriptor Table)之间的关系,


🌐 GDT(全局描述符表)

  • GDT 是操作系统维护的一张表,存储段描述符(Segment Descriptor),每个描述符定义一个段的基地址、界限、访问权限等。
  • 每个段描述符在 GDT 中的位置由一个 选择子(Selector) 引用,选择子其实是一个 16 位值,其中高 13 位是 GDT 中的索引。

🧠 TSS(任务状态段)

  • TSS 是一种特殊类型的段,用于存储任务的状态信息,比如:
    • 各种寄存器值(esp、eip、eflags 等)
    • 内核栈指针(esp0 和 ss0)
    • I/O 位图等
  • 每个任务通常有一个自己的 TSS,在任务切换时,CPU 会自动加载/保存 TSS 的内容。

🧩 TSS 和 GDT 的关系

  • TSS 是以段的形式存在的,因此它 也必须在 GDT 中占据一个条目(Segment Descriptor)
  • 所以:
    • 操作系统在初始化时,会为每个 TSS 分配一个 GDT 条目;
    • 然后将这个 TSS 段选择子加载到 TR(Task Register)中,用于任务切换。

🧹gdt_free_sel 的作用

这个函数是为了释放某个 GDT 条目(segment selector):

void gdt_free_sel (int sel) {
    mutex_lock(&mutex);
    gdt_table[sel / sizeof(segment_desc_t)].attr = 0;
    mutex_unlock(&mutex);
}
解释:
  • sel / sizeof(segment_desc_t) 计算的是选择子对应的 GDT 表索引;
  • 然后将这个描述符的 attr 属性清零,表示该段无效;
  • 一般用于回收不再使用的段,比如动态分配的 TSS 段。

✅ 总结

  • TSS 必须占用一个 GDT 条目;
  • GDT 可以包含多个普通段、TSS 段、LDT 段等;
  • gdt_free_sel 是用于释放 GDT 中的某个条目(比如释放一个 TSS 所在的段)。
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