Intel8086处理器使用NASM汇编语言实现操作系统18-保护模式与特权级概述

本文主要是介绍Intel8086处理器使用NASM汇编语言实现操作系统18-保护模式与特权级概述,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

实模式下,任意程序,可以操作任意内存位置,为了避免这种情况的发生,所以有了保护模式,保护的就是用户程序之间的相互隔离(当然了,外挂之类的那都是后文要说的了,暂不考虑)

80386及它以后的处理器,都支持三种模式
1.实模式

x86是32位的cpu,所以无法运行早期8086那种16位汇编程序的时候,为了能运行16位程序,这种方式就叫做实模式,计算机启动的时候,是从实模式开始启动的,包括我们如今的电脑

2.保护模式

支持多个任务,每个任务都有自己的内存,且互相不干扰,可以理解成多进程

3.虚拟86模式

实模式有个缺点,就是它是单进程的,因为8086就这样,为了支持多进程,其实就是为了支持32位程序和16位程序能一起运行,这就出现了虚拟86模式,该模式是保护模式的一个子模式,因为这是建立在保护模式基础上的

特权级

CPU采用下面的方式进行优化
1.乱序执行
2.指令流水行(微指令,深度)->分支预测
3.寄存器重命名->隐退
4.地址回绕(第21根地址线,进入保护模式很麻烦)

特权级
特权级分为0-3,0特权级最高,3最低
0:操作系统的权限是0特权级,用来处理任意端口数据,任意设置CPU运行模式和状态,处理任意一段内存
1和2:驱动和一些服务的特权级是1或者2
3:最后用户程序的特权级是3

lgdt,lldt,ltr等等等等很多指令只能有特权为0的指令才能执行,实模式的代码是特权级=0,即使进入保护模式,也是特权级=0,in,out指令也有特权级

注意:特权级不是作用于程序上的概念,而是具体到某个段上的,一个程序所有代码段都具有相同的特权级,如果一个程序的特权级3,那么就意味着该程序所有代码段的特权级都是3,反过来也一样

当前特权级:CPL,当前执行的代码段的特权级,在段描述符高速缓存器中
,在段寄存器最低2位(保护模式中)

描述符特权级:DPL

代码段:不允许高特权级的段转移到低特权级的段(低访问高)
数据段:代码段A如果访问某个数据段B,A的CPL必须大于B的DPL(高访问低)

原则上低特权级的代码段不能跳转到高特权级的代码段,但是如果将高特权代码段设置成依从的代码段,那么就可以,如果不使用依从的代码段,还有方法二,通过调用门

特权级和表格检查,包括栈切换,都浪费时间。所以说用户态切换到内核态很费时间

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http://www.chinasem.cn/article/1057326

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