1.80386 支持几种运行模式，分别是什么？

  • 实模式：CPU在加电后会短暂的处于实模式，用于初始化保护实模式的 关键数据结构，访问的是物理地址；
  • 保护模式：一种安全且稳定的工作模式，通过分段与分页的机制实现了权限隔离(内核与用户层、进程间)；
  • 虚拟8086模式：过渡模式

2.在实模式环境下，内存是如何寻址的（例如 mov ax,ds:[0x15])?

  • 分段：段内偏移16位 64KB
  • 范围：地址范围20位 20-16=4位 （16种状态） 16*64=1024KB=1M
  • 解析：ds*0x10+0x15

3.保护模式下段寄存器在切换的时候，处理器做了什么？

  1. 将段选择子拆分（index：13bit TI：1bit RPL:2bit）三部分
  2. 根据TI的指示到指定的表（GDT\LDT）中以index为下标去寻找一个64bit的数据；
  3. 将找到的数据存储至此段寄存器对应的高速缓存行中（进行类型检查、权限检查）
  4. 类型检查，通过则进行下一步，否则报异常
    • CS必须是代码段
    • DS必须是数据段（可读可写）
    • SS必须是可读可写的数据段，也可以是代码段
  5. 权限检查（）

4.在x86保护模式下，高速缓存部分有80位，段描述符有64位，怎么填充的？

  • 段描述符64bit
  • 地址 32bit 属性16bit 大小 20bit(通过设置G扩展为32bit)
  • 段选择子 16bit

5.为什么存在高速缓存部分？

  • 效率：不用每次使用都去内存读取，内存的速度一般低于cpu的处理速度
  • 方便：提前将描述符存储在指定为自豪，一次加载，一直使用，直至下次切换

6.什么是GDT 、IDT，分别保存了什么东西？

  • GDT：是一个64bit数组，里面保存着段描述符、TSS描述符、调用门
  • IDT：是一个64bit数组,里面保存着中断门、陷阱门、任务门

7.保护模式下和特权相关的名词有几个？

  • CPL：CS段选择子后两位，当前特权级别
  • RPL：段选择子的后两位，请求特权级别，要进行段切换的时候涉及

  • DPL：段描述符中某两位，描述特权级别

  • DPL：描述符特权（Descriptor Privilege Level）

    • 存储在描述符中的权限位，用于描述代码的所属的特权等级，也就是代码本身真正的特权级。一个程序可以使用多个段(Data，Code，Stack)也可以只用一个code段等。正常的情况下，当程序的环境建立好后，段描述符都不需要改变——当然DPL也不需要改变，因此每个段的DPL值是固定。
  • RPL：请求特权级RPL(Request Privilege Level)
    • RPL保存在选择子的最低两位。 RPL说明的是进程对段访问的请求权限，意思是当前进程想要的请求权限。RPL的值由程序员自己来自由的设置，并不一定RPL>=CPL，但是当RPL<CPL时，实际起作用的就是CPL了，因为访问时的特权检查是判断：EPL=max(RPL,CPL)<=DPL是否成立，所以RPL可以看成是每次访问时的附加限制，RPL=0时附加限制最小，RPL=3时附加限制最大。所以你不要想通过来随便设置一个rpl来访问一个比cpl更内层的段。
  • CPL：当前任务特权（Current Privilege Level）
    • 表示当前正在执行的代码所处的特权级。CPL保存在CS中的最低两位，是针对CS而言的。当选择子成功装入CS寄存器后，相应的选择子中的RPL就变成了CPL。因为它的位置变了，已经被装入到CS寄存器中了，所表达的意思也发生了变——原来的要求等级已经得到了满足，就是当前自己的等级。

8.分段机制，对我们的意义是什么？

  • 安全：成功的将数据访问与代码划分为4个级别（目前只使用了2个：ring0 ring3）
  • 方便：若换了段寄存器对于地址索引的作用，开启了平坦内存的时代
  • 问题：内存属性、PE文件分为代码段、数据段等额外的困扰