Управление памятью в микропроцессорах семейства Х86, страница 5

Код в поле TYPE, определяет тип системного сегмента:

0010 – таблица локальных дескрипторов (LDT);

0001 – доступный сегмент состояния задачи МП i80286 (Available

           TSS);

0011 – занятый сегмент состояния задачи МП i80286 (Busy TSS);

1001 – доступный сегмент состояния задачи МП i386+ (Available

           TSS);

1011 – занятый сегмент состояния задачи МП i386+ (Busy TSS).

Остальные коды поля TYPE не используются. Анализируя коды поля TYPE можно видеть, что нулевое значение его старшего бита определяет то обстоятельство, что задача запрограммирована для решения на МП 80286, а единичное – то, что задача запрограммирована для решения на 32 разрядных МП i386+. Значение же первого бита (младший бит – нулевой), определяет либо то, что задача свободна (значение бита равно 0), либо то, что задача находится в процессе выполнения, или прервана другой задачей, и ждет своей очереди, чтобы закончить выполнение.

                                         Дескрипторы шлюзов.

Межсегментная передача управления, которая осуществляется командами JMP, CALL, INT, RET, IRET, возможна только в сегменты кода с тем же уровнем привилегий, либо в так называемые подчиненные сегменты. Для переходов с изменением уровней привилегий, в общем случае, используются специальные структуры данных – шлюзы или вентили (Gates), размер и состав которых  несколько напоминает рассмотренные выше дескрипторы. Кроме того, их удобно располагать в дескрипторных таблицах GDT, IDT или LDT. Поэтому их принято называть дескрипторами шлюзов, и относят к системным дескрипторам. Однако они имеют существенное отличие от дескрипторов кода и данных, а также дескрипторов системных сегментов, поскольку, если те описывают некоторые области адресного пространства, называемые сегментами, то дескрипторы шлюзов определяют конкретный адрес  передачи управления в адресном пространстве. Для каждого способа косвенной межсегментной передачи управления имеются соответствующие шлюзы, использование которых позволяет процессору автоматически выполнять контроль защиты информации.

В процессорах семейства х86 используется четыре типа  шлюзов для передачи управления со сменой уровня привилегий:

·  Шлюзы вызова (CallGates) – используются для вызовов процедур.

·  Шлюзы задач (TaskGates) – используются при переключении задач.

·  Шлюзы прерываний (InterruptGates).

·  Шлюзы ловушек (TrapGates).

Через последние два типа шлюзов передается управление на процедуры обслуживания прерываний, причем шлюзы прерываний отличаются от шлюзов ловушек только тем, что при их использовании, другие прерывания до начала исполнения  данной процедуры прерывания запрещаются (сбрасывается флаг IF).

Селекторы, которые выбирают дескрипторы шлюзов вызова, нельзя загружать в сегментные регистры данных DS, ES, FS, GS и стека SS. Они могут загружаться только в кодовый сегментный регистр CS для передачи управления сегменту кода на другом уровне привилегий. Поскольку дескрипторы шлюзов относятся к классу системных дескрипторов, их бит S в байте прав доступа всегда равен 0.

Формат дескриптора шлюза вызова приведен на рисунке III.8.

               63          Байт 7                          Байт 6              48   47             Байт 5                           Байт 4           16

                 31           Байт 3                          Байт 2              16  15             Байт 1                           Байт 0             0    

                    Рис.III.8. Формат дескриптора шлюза вызова

Пятибитное поле WC(Wordcount – число передаваемых слов) указывает количество параметров, которые переносятся из стека текущей программы в стек новой программы. Параметры представляют собой 16 разрядные (для задач i80286) или 32 разрядные (для задач i80386+) слова. Таким образом, число передаваемых параметров из старого стека в новый стек, может составлять от 0 до 31.

Формат дескрипторов шлюзов прерываний и ловушек приведен на рисунке III.9. Они отличаются друг от друга только байтом прав доступа AR, а именно, кодом типа. А от дескрипторов шлюза вызова они отличаются еще и тем, что в них не используется поле WC.

               63           Байт 7                          Байт 6            48   47             Байт 5                          Байт 4            16

               31           Байт 3                          Байт 2             16  15             Байт 1                          Байт 0             0    

Рис.III.9. Формат дескрипторов шлюзов прерываний и ловушек.

По селектору, указанному в этом дескрипторе шлюза, пользуясь глобальной дескрипторной таблицей, определяется базовый адрес и предел сегмента кода, где располагается требуемая подпрограмма обработки прерывания. И, путем  суммирования  базового адреса сегмента со смещением, приведенном в этом же дескрипторе, определяется конкретный начальный адрес искомой подпрограммы обработки прерывания, на который и передается управление.

Формат дескриптора шлюза задач, который определяет селектор TSS, приведен на рисунке III.10. Селектор TSS из дескриптора шлюза задачи загружается только в регистр TR и выбирает из GDT  дескриптор TSS.

               63           Байт 7                          Байт 6            48   47             Байт 5                          Байт 4            16