段描述符SEGMENT_DESCRIPTOR了解

今天我们来详细了解一下段结构体的各个属性及几个函数。

struct SEGMENT_DESCRIPTOR
{
	short limit_low, base_low;
	char base_mid, access_right;
	char limit_high, base_high;
};

结构体SEGMENT_DESCRIPTOR就是段描述符，保存了段的基址，上限，权限等。各个属性的排列顺序不能变，这跟CPU有关。
（1）段的基址：地址应该用32位来表示，所以应该有4个字节。结构体中，分别用base_low、mid_mid、base_high来保存地址的低16位、中8位及高8位。至于要把基址分为段，是为了跟80826时代的程序兼容。

（2）段的上限：表示一个段有多少个字节。段的最大上限为4GB = 2 ^ 32，即需要用4个字节来保存。但这样的话，加上段基础就已经有8字节了，段的权限等属性就存不下了。怎么办？英特尔的设计者们非常巧妙地在段属性里设置了一个标志位，叫做Gbit，如果Gbit = 1，那么limit的单位不再是byte，而是page，在CPU中，1 page就是4 KB。好了，1M * 4KB就是4GB，那么我们只需要用20位了。接下来，我们将段上限的低16位存在limit_low中，高4位存在limit_high的低4位中。那么limit_high的高4位不是浪费了吗？设计师们精打细算，可不会就么这算了，这个高4位还要存放段属性！

（3）段的属性：即段的访问属性，用12位来保存，其中，高4位放在limit_high的高4位中，低8位存在assess_right中。其中，高4位为“扩展访问权”，因为这4位的访问属性在80280中还不存在，到386以后才可以使用。这4位由“GD00”构成，其中G是指Gbit，D是指段的模式（1指32位模式，0指16位模式）。而低8位呢，有以下几个：

1、0x00：未使用的记录表（descriptor table）

2、0x92：系统专用，可读写的段。不可执行。

3、0x9a：系统专用，可执行的段。可读不可写。

3、0xf2：应用程序用，可读写的段。不可执行。

4、0xfa：应用程序用，可执行的段。可读不可写。

在32位模式下，CPU有系统模式（也称ring0）和应用模式（也称ring3）之分。
根据上面的信息，我们写出下面这个函数，来对段进行设置。

void set_segmdesc(struct SEGMENT_DESCRIPTOR *sd,unsigned int limit, int base, int ar)
{
	//设置段基址
	sd->base_low = base & 0xffff;
	sd->base_mid = (base >> 16) & 0xff;
	sd->base_high = (base >> 24) & 0xff;
 
	//设置段上限
	if(limit > 0xfffff) //limit > 1M
	{
		ar |= 0x8000; //设置Gbit = 1
		limit /= 0x1000;  //除以4KB
	}
	sd->limit_low = limit & 0xffff;
	sd->limit_high = (limit >> 16) & 0xf;
 
	//设置段权限
	sd->access_right = ar & 0xff;
	sd->limit_high |= (ar >> 4) & 0xf0;
        return;
}

在程序中，我们最直观的感受是，这里没有数据类型int、char之分，最后都归结于bit来计算。
我们来看下操作gdtr寄存器的代码：

_load_gdtr:		; void load_gdtr(int limit, int addr);
		MOV	AX,[ESP+4]	; limit
		MOV	[ESP+6],AX
		LGDT	[ESP+6]
		RET

gdtr有48位，低16位为段上限（GDT的有效字节数 - 1），高32位为GDT的开始地址。给GDTR寄存器赋值，只有通过内存，不能通过mov指令。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「kepler-moment」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/momentcpp/article/details/12678165