第九章80x86/Pentium保护模式原理与结构
第九章 80x86/Pentium保护模式 原理与结构
本节主要内容80x86/Pentium处理器保护模式的基本概念：保护模式的主要数据结构：保护模式的寄存器模型；保护模式的存储管理和地址转换、保护模式的系统控制指令集、多任务和保护；保护模式的中断和异常操作，I/O敏感指令和I/O充允许位图
本节主要内容 ◼ 80x86/Pentium处理器保护模式的基本概念; ◼ 保护模式的主要数据结构; ◼ 保护模式的寄存器模型; ◼ 保护模式的存储管理和地址转换、保护模式的系统控制 指令集、多任务和保护; ◼ 保护模式的中断和异常操作，I/O敏感指令和I/O允许位 图
9.1保护模式概述保护模式是80286之后的CPU具有的内存管理模式，是80x86/Pentium最常用的工作模式，通常在开机或复位后先进入实模式完成初始化，然后便立即转到保护模式。保护模式提供了多任务环境中各种复杂功能以及对复杂存储器组织的管理机制。只有在保护模式下，处理器才能充分发挥其强大的功能和本性，因此，也称保护模式为本性模式。所谓保护，主要是指对存储器的保护，即防止对存储器资源进行未经授权或不正确的访问
9.1 保护模式概述 ▪ 保护模式是80286之后的CPU具有的内存管理模式，是 80x86/Pentium最常用的工作模式，通常在开机或复位后， 先进入实模式完成初始化，然后便立即转到保护模式。保 护模式提供了多任务环境中各种复杂功能以及对复杂存储 器组织的管理机制。 ▪ 只有在保护模式下，处理器才能充分发挥其强大的功能 和本性，因此，也称保护模式为本性模式。所谓保护，主 要是指对存储器的保护，即防止对存储器资源进行未经授 权或不正确的访问
概括而言，保护模式具有如下特点：1.在保护模式下，其寻址机制不同于实模式，需要通过一种称为“描述符表”的数据结构来实现对内存单元的访问。描述符表中的描述符含有存储器段的位置、长度、类型及访问权限等信息。2.与实模式下段寄存器的内容即为段的实际基地址不同，保护模式下的段寄存器作为索引“描述符表”的变址寄存器来使用，即由它指向“描述符表”的某一项，而实际的段基址则放在段描述符中，此时段寄存器的内容称为“段选择符”（也称段选择子)。可见，在保护模式下，微处理器访问存储器段时对段寄存器的解释与实模式并不相同
概括而言，保护模式具有如下特点： 1. 在保护模式下，其寻址机制不同于实模式，需要通过一 种称为“描述符表”的数据结构来实现对内存单元的访问。 描述符表中的描述符含有存储器段的位置、长度、类型及 访问权限等信息。 2. 与实模式下段寄存器的内容即为段的实际基地址不同， 保护模式下的段寄存器作为索引“描述符表”的变址寄存 器来使用，即由它指向“描述符表”的某一项，而实际的 段基址则放在段描述符中，此时段寄存器的内容称为“段 选择符”(也称段选择子)。可见，在保护模式下，微处理 器访问存储器段时对段寄存器的解释与实模式并不相同
3.在保护模式下，借助于存储器管理部件(MMU)的功能将磁盘等存储设备有效地映射到主存，使逻辑地址空间大大超过实际的物理地址空间。4．可以使用4级保护功能，以此实现程序与程序、用户程序与操作系统之间的隔离和保护，为多任务操作系统提供优化支持
3. 在保护模式下，借助于存储器管理部件(MMU)的功能 将磁盘等存储设备有效地映射到主存，使逻辑地址空间大 大超过实际的物理地址空间。 4. 可以使用4级保护功能，以此实现程序与程序、用户程 序与操作系统之间的隔离和保护，为多任务操作系统提供 优化支持