一直以来,我们把所有的段描述符都放在GDT中,而不管它属于内核还是用户程序,为了有效地在任务之间实施隔离,处理器建议每个任务都应当具有自己的描述符表,称为局部描述符表LDT,并且把专属于自己的那些段放到LDT中。
和GDT一样,LDT也是用来存放描述符的。不同之处在于,LDT只属于某个任务。或者说,每个任务都有自己的LDT,每个任务私有的段,都应当在LDT中进行描述。另外,LDT的第1个描述符,也就是0号槽位,也是有效的、可以使用的。
[SECTION .gdt]
; GDT
; 段基址, 段界限 , 属性
LABEL_GDT: Descriptor 0, 0, 0 ; 空描述符
LABEL_DESC_CODE32: Descriptor 0, SegCode32Len - 1, DA_C + DA_32 ; 非一致代码段
LABEL_DESC_VIDEO: Descriptor 0B8000h, 0ffffh, DA_DRW ; 显存首地址
LABEL_DESC_LDT: Descriptor 0, LDTLen - 1, DA_LDT ; LDT
; GDT 结束 GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; GDT长度
GdtPtr dw GdtLen - 1 ; GDT界限
dd 0 ; GDT基地址 ; GDT 选择子
SelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDT
SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT
SelectorLDT equ LABEL_DESC_LDT - LABEL_GDT [SECTION .s16]
[BITS 16]
LABEL_BEGIN:
mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax
mov ss, ax
mov sp, 0100h ; 初始化 32 位代码段描述符
xor eax, eax
mov ax, cs
shl eax, 4
add eax, LABEL_SEG_CODE32
mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], ax
shr eax, 16
mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], al
mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah ; 初始化 LDT 在 GDT 中的描述符
xor eax, eax
mov ax, ds
shl eax, 4
add eax, LABEL_LDT
mov word [LABEL_DESC_LDT + 2], ax
shr eax, 16
mov byte [LABEL_DESC_LDT + 4], al
mov byte [LABEL_DESC_LDT + 7], ah ; 初始化 LDT 中的描述符
xor eax, eax
mov ax, ds
shl eax, 4
add eax, LABEL_CODE_A
mov word [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 2], ax
shr eax, 16
mov byte [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 4], al
mov byte [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 7], ah ; 为加载 GDTR 作准备
xor eax, eax
mov ax, ds
shl eax, 4
add eax, LABEL_GDT ; eax <- gdt 基地址
mov dword [GdtPtr + 2], eax ; [GdtPtr + 2] <- gdt 基地址 ; 加载 GDTR
lgdt [GdtPtr] ; 关中断
cli ; 打开地址线A20
in al, 92h
or al, 00000010b
out 92h, al ; 准备切换到保护模式
mov eax, cr0
or eax, 1
mov cr0, eax ; 真正进入保护模式
jmp dword SelectorCode32:0 ; 执行这一句会把 SelectorCode32 装入 cs,
; 并跳转到 SelectorCode32:0 处
; END of [SECTION .s16]
GDTR全局描述符寄存器:48位,高32位存放GDT基址,低16为存放GDT限长。
LDTR局部描述符寄存器:16位,高13为存放LDT在GDT中的索引值。
LDTR寄存器只用于指向当前任务的LDT。每当发生任务切换时,LDTR的内容被更新以指向新任务的LDT。如果选择子的TI被置为1则系统将从当前LDT中寻找相应描述符。当用到SelectorLDTCodeA时,系统会从LDT中找到LABEL_LDT_DESC_CODEA描述符,并跳转到相应的段中。在用LDT前需要先用lldt指令加载ldtr,lldt的操作数是GDT中用来描述LDT的描述符。
; LDT
[SECTION .ldt]
ALIGN 32
LABEL_LDT:
; 段基址 段界限 属性
LABEL_LDT_DESC_CODEA: Descriptor 0, CodeALen - 1, DA_C + DA_32 ; Code, 32 位 LDTLen equ $ - LABEL_LDT ; LDT 选择子,SA_TIL将此选择子的TI位置为1.
SelectorLDTCodeA equ LABEL_LDT_DESC_CODEA - LABEL_LDT + SA_TIL
; END of [SECTION .ldt]
使用方法如下:
LABEL_SEG_CODE32:
...
; Load LDT
mov ax, SelectorLDT
lldt ax jmp SelectorLDTCodeA:0 ; 跳入局部任务
下面是最终运行的代码块:
; CodeA (LDT, 32 位代码段)
[SECTION .la]
ALIGN 32
[BITS 32]
LABEL_CODE_A:
mov ax, SelectorVideo
mov gs, ax ; 视频段选择子(目的) mov edi, (80 * 12 + 0) * 2 ; 屏幕第 10 行, 第 0 列。
mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底 1100: 红字
mov al, 'L'
mov [gs:edi], ax jmp $
CodeALen equ $ - LABEL_CODE_A
; END of [SECTION .la]
运行结果如下:
【源码及软盘映像】