保护虚拟模式和存储管理补充知识.ppt

寄存器组 * 保护虚拟模式与存储管理补充知识 内容提要： 1.32位X86的内部结构，原理及基本工作方式。 2.虚拟存储系统原理，Windows与LINUX存储管理与多任务机制 基本结构寄存器 系统级寄存器 浮点寄存器 调试测试寄存器 1.基本结构寄存器 AH A 31 16 15 X AL 8 7 0 BH B X BL CH C X CL DH D X DL SI DI BP SP EAX EBX ECX EDX ESI EDI EBP ESP CS SS DS ES FS GS IP FLAGS 指令指针IP 标志寄存器EFLAGS 通用寄存器 段寄存器 代码段 堆栈段 数据段 系统级寄存器 4个控制寄存器 4个系统地址寄存器 P G C D N W …... A M W P …... N E 1 T S E M M P P E Intel保留 页故障线性地址寄存器 页目录值 P C D P W T 控 制 寄 存 器 CRO CR1 CR2 CR3 31 24,23 18 16 15 8 7 0 CR0: PE:保护虚拟地址方式的允许位。PE=1，保护方式；PE=0，实方式. PG:分页允许位。PG=1，允许分页部件工作（PE=1）；反之禁止。 CD:片内CACHE无效位。若CD=1,片内CACHE不命中时，则不需将所 需信息读入CACHE. NW:片内CACHE非写直达位。NW=0，数据写入CAHCE的同时也写入主存，否则只写入CACHE. WP:页写保护位。WP=1,禁止任何特权级的程序对只读页面进行写入操作。 AM:对界检查控制位。 NE：数据异常位。TS:任务切换位；EM：仿真协处理器位；MP：监视协处理器位 CR2:保留所检测到的上一个页面故障的32位线性地址。 CR3:12-31位保留着一级页表（页目录）的物理基址。PWT,PCD可对CACHE进行控制。 47 16 15 0 线性基地址 界限 GDTR IDTR TR LDTR 0 15 选择符 描述符寄存器（不可见） 32位基地址 20位界限 属性 系 统 地 址 寄 存 器 系统地址寄存器又称作保护方式寄存器，仅能在保护方式下使用。 GDTR:全局描述符表寄存器，48位，高32位是全局描述符表的线性基地址，低16位是界限。 如：（GDTR）=0800,0000,0FFFH,则全局描述符表的第一个地址为0800,0000H，末地址为0800,0FFFH，表大小为1000H. IDTR:中断描述符表寄存器，48位，高32位是中断描述符表的线性基地址，低16位是界限。 LDTR:局部描述符表寄存器，用于存放LDT的线性基地址、界限、属性和16位的选择符。 只有16位的选择符是可见的，其它的由硬件自动装入内容。 TR:任务状态寄存器，存放当前正在执行的任务的线性基地址、界限、属性和16位的选择符。只有16位的选择符是可被访问。 3.调试与测试寄存器 8个调试寄存器 5个测试寄存器 断点0线性地址 断点1线性地址 断点2线性地址 断点3线性地址 保留 保留 调试状态寄存器 调试控制寄存器 0 31 DR0 DR7 Cache测试控制 Cache测试数据 Cache测试状态 TLB测试控制 TLB测试状态 0 31 TR3 TR7 DR0-DR3用于设置数据存取和代码执行断点； DR7是调试控制寄存器，用于选择调试功能和设置断点； DR6用于指明断点的当前状态。 测试寄存器用于测试自身的片内CACHE和转换用旁视缓冲区（TLB）。 微处理器的地址空间 1.存储地址空间 虚拟空间 线性空间 物理空间 虚拟空间又称逻辑空间，是应用程序员编写程序的空间。246（64TB） 物理空间又称主存空间，是存储器的实际空间。232（4GB） 存储器 线性地址 分段部件 分页部件 虚拟地址 物理地址 80486采用段页式虚拟存储器。将程序按逻辑结构分段，每段再分为若干大小相同的页；主存空间也划分为若干同样大小的页。建立相应的段表和页表，分两级查表实现虚实地址转换。以页为单位调进或调出主存，按段共享与保护程序与数据。80486 段号为16位，段内地址为32位，因此最多可将整个虚拟空间分为64K段，每段4GB。 2.输入输出（I/O）空间 80486有两个独立的物理空间：储存空间、I/O空间 4GB 64K 物理存储空间 物理I/O空间I/O FFFFFFFFH 0000FFFFH 可访问 不可访问 工作模式简介 实地址模式 保护虚拟模式 两种工作模式： 2.3.1.实地址模式 1