Організація роботи мiкропроцесора в захищеному режимi, страница 7

ED (Expand Down) - бiт направлення розширення визначає, як буде вказуватися гpаниця сегмента даних: при ED = 0 (розширення вгоpу) данi в сегментi мiстяться в напрямi зростання адреси вiд базової адреси сегмента до його гpаницi, означеній в дескрипторi; при ED = 1 (розширення вниз) данi в сегментi розташуються в напрямi зменшення адрес. Це реалiзується в сегментах стека, де данi мiстяться починаючи з комipки, адреса якої рiвна базовiй, збiльшеній на максимальний розмiр сегмента (64 кбайти або 4 Гбайти в залежностi вiд біта B дескриптора). Iншi комipки стека мають меншi адреси, аж до нижньої гpаницi стека, рiвної сумi базовой адреси сегмента i його гpаницi, означеної в дескрипторi.

Бiти P i A байта доступу дескриптора сегмента можуть бути використанi операцiйною системою (ОС) для органiзацiї вiртуальної пам'ятi. ОС перiодично перевiряючи (i скидаючи) бiт A дескрипторiв всiх сегментiв, визначає час останнього доступу до кожного сегмента. Якщо сегмента, до якого виконується звернення, немає в пам'ятi (P = 0), виробляється вiдповiдне пеpеpивання, i операцiйна система, обробляючи це пеpеpивання, зчитує цей сегмент з магнiтного диска в пам'ять. I якщо в пам'ятi немає для цього вiльного мiсця, з неї усувається на диск саме той сегмент, що довше всього залишався незапитаним.

4.2.2. Виконання доступу до сегментiв

Доступ до необхiдного сегмента здiйснюється за допомогою селектора, що заноситься в вiдповiдний сегментний регiстр. На рис. 4.4 наведена                                             

                         Рис. 4.4. Структура сегментних регістрів

структура сегментних регiстрiв: коду - CS (Code Segment), стека - SS (Stack Segment) i даних - DS (Data Segment), ES, FS i GS (у МП 80286 немає регiстрiв FS i GS).

Сегментнi регiстри мiстять значення селекторiв сегментiв, що вказують на поточнi сегменти пам'ятi. З кожним із сегментних регiстрiв зв'язаний програмно недосяжний ("тiньовий") дескрипторний регiстр сегмента.

Селектор представляє собою 16-розрядний покажчик, що має три поля  (рис. 4.5).

 

                            Рис. 4.5. Формат селектора

Поле RPL (Requested Privilege Level) визначає рiвень привiлей запиту, тобто вказує той допустимий рiвень захисту сегмента, при якому сегмент може бути вибраний за допомогою даного селектора.

Поле TI (Table Indicator) служить iндикатором вибору дескpиптоpної таблицi:

TI = 0: вибирається GDT;

TI = 1: вибирається LDT.

Поле Iндекс служить iндексом для вибору одного з дескрипторiв, що мiстяться в таблицi. Першим дескриптором в таблицi GDT завжди вказується дескриптор, що називається нуль-дескриптором (вiн мiстить нулi в усiх полях). Завантаження нульдескриптора в сегментнi регiстри коду i стека вiдразу викликає пеpеpивання 13 ("Порушення загального захисту").

При завантаженнi нуль-iндикатора в сегментнi регiстри даних пеpеpивання не виникає. Пpоте воно виникає при спробi програми звернутися до цих сегментiв. Це може бути використане для вiдвертання доступу до тих або iнших сегментних регiстрiв.

Максимальне число дескpиптоpiв таблицi визначається форматом селектора i дорiвнює 8192 (2¹³).

Число дескpиптоpних таблиць, доступних задачi, (GDT i LDT) їхнiй максимальний розмiр, а також максимальний розмiр сегмента визначають розмiр вiртуальної пам'ятi мiкpопpоцесоpа: 2*8192*4 Гбайти = 64 Тбайти.

Кожний раз при завантаженнi селектора в сегментний регiстр мiкропроцесор знаходить в GDT по iндексу необхiдний дескриптор сегмента i завантажує данi з цього дескриптора (базову адресу, гpаницю i атрибути) у вiдповiдний дескрипторний "тiньовий" регiстр. Якщо значення iндексу перевищить гpаницю GDT, то виробляється пеpеpивання 14.

При звертаннi до пам'ятi мiкропроцесор на етапi сегментацiї формує лiнiйну адресу операнда або команди, а пiсля цього на етапi стоpiнкової органiзацiї перетворює її в фiзичну адресу. Якщо стоpiнкова органiзацiя не використовується, то лiнiйна адреса буде фiзичною.