Регистр

Область памяти

Формат области памяти – массив дескрипторов, в котором нулевой дескриптор начинается со смещения 0, первый – 8, второй – 16 и т.п. Подобный массив, содержащий 3 дескриптора, мог бы выглядеть так (дескрипторы взяты из примера выше):

; сегмент данных, 4 Гб, базовый адрес 0, Read/Write segment_descriptor <0ffffh, 0, 0, 10010010b, 10001111b, 0> ; сегмент данных, 64 Кб, базовый адрес 0, Read/Write segment_descriptor <0ffffh, 0, 0, 10010010b, 0, 0> ; сегмент кода, 64 Кб, базовый адрес 12345678h, Execute/Read segment_descriptor <0ffffh, 5678h, 34h, 10011010b, 0, 12h>

Местоположение и размер GDT задаёт регистр GDTR (очевидно, от GDT Register; это не ключевое слово ассемблера, а условное название, которое применяется в документации для обозначения этого регистра), вот описание его формата:

Положение	Описание
Два младших байта	Смещение последнего байта таблицы дескрипторов. То есть размер таблицы в байтах минус 1. Так как дескрипторов должно быть целое число, размер должен делиться на 8 (размер дескриптора в байтах), а смещение последнего байта должно быть равно 8n-1.
Оставшиеся четыре байта	Линейный базовый адрес таблицы дескрипторов.

Таблица 2. Регистр GDTR

Рисунок 3. Регистр GDTR

Для загрузки регистра GDTR существует специальная команда lgdt

lgdt pointer_to_new_gdtr

Здесь pointer_to_new_gdtr это указатель на шестибайтную структуру, повторяющую формат GDTR.

Инициализация GDT может выглядеть так:

… ; Вычисляем линейный адрес начала массива дескрипторов mov eax, 0 mov ax, ds shl eax, 4 add eax, offset GDT ; Записываем его в структуру mov dword ptr gdtr + 2, eax   ; Загружаем GDTR. ; fword ptr – указатель на шестибайтную структуру lgdt fword ptr gdtr …   ; Global Descriptor Table GDT label byte db …; Дескриптор #0 … db …; Дескриптор #N   gdt_len equ $ - GDT; размер GDT   gdtr dw gdt_len – 1; 16-битный размер GDT – 1 dd?; Место для 32-х битного базового адреса GDT …

Опять же, для удобства можно определить структуру:

table_register struct limit dw 0; Table Limit base dd 0; Linear Base Address table_register ends

Селекторы и сегментные регистры

Слово состоит из двух частей.

Если между первой и второй частью вставить пробел, полученное словосочетание будет означать «это преподаватель».

Всё вместе это структура, используемая для ссылки на дескриптор.

Шарада.

В реальном режиме сегменты похожи друг на друга как братья-близнецы, и для описания конкретного сегмента не нужно никаких «структур данных», достаточно знать адрес его начала, а для обращения к сегменту достаточно просто записать этот адрес в какой-нибудь сегментный регистр. Одним из следствий (это может быть как плюс, так и минус) такого подхода является то, что любое приложение достаточно легко получает доступ на чтение, запись или исполнение к любой области памяти, не зависимо от желания ОС или других приложений.

Защищённый режим позволяет разумной ОС более-менее контролировать этот процесс:

• Сегменты описываются дескрипторами сегментов, которые расположены в GDT. GDT формируется ОС и пользовательские приложения не имеют к ней доступа (это должна обеспечить ОС, поместив GDT в недоступную для приложений область памяти).
• ОС инициализирует GDT только такими дескрипторами сегментов, используя которые приложения никому не могут помешать (несколько упрощая…).
• Приложение указывает выбранные дескрипторы при помощи селекторов (selector), хранящихся в сегментных регистрах. Использовать какие-то другие дескрипторы сегментов, кроме предложенных ОС, оно не в состоянии.

ПРИМЕЧАНИЕ Резонное возражение: но ведь пользовательские приложения могут сами вызвать lgtr и создать собственную, «альтернативную» GDT, через которую они получат доступ к любому участку памяти! К счастью, разработчики процессора не забыли о такой возможности, нормальное приложение не сможет сделать ничего подобного, так как для того чтобы успешно использовать инструкцию lgdt оно должно уже взломать защиту ОС каким-то другим способом. Подробнее этот вопрос будет описан в главе, посвящённой защите. Ещё несколько не менее резонных возражений обсуждается в конце главы.

Дата добавления: 2014-01-20