Intel x86处理器 处理器中断处理 概要知识点

处理器中断处理是学习计算机体系架构的一个必须要掌握的知识。在Intel的x86处理器下,中断是外部中断、异常和陷入的统称。 外部中断来自硬件,是随机的。 异常来自处理器内部,表示处理器执行指令的过程中检测到了某种错误条件。 陷入来自程序,由INT n,INTO等指令产生。 外部中断可以被屏蔽,但线路和异常不能被屏蔽。屏蔽中断的方法是清除EFLAGS寄存器中的IF标志。 处理中断的程序叫作中断处理程序。 处理异常的程序称为异常处理程序。 处理陷入的程序称作系统调用服务程序。 处理程序可以位于内和空间的任意位置 … 阅读更多

Intel x86处理器内存保护 概要知识点

一旦处理器内存保护机制被启动,处理器就会对每一次内存访问进行保护性检查,以确保所有的访问都满足保护策略。保护检查和地址转换是并行进行的。 保护检查包含段级检查和页级检查。检查顺序是先段后页,检查依据是段描述符,页目录和页表,检查的基础是特权级。 特权级是Intel为实现保护而定义的特权编号。 段一级的检查包括段界限检查,段类型检查,特权级检查,长指针检查等。段一级检查的原则是: 低特权级的代码不能访问高特权级的数据 高特权级的代码可以访问低特权级的数据 代码只能使用与其特权级相同的堆栈,当特权级切换时,堆栈 … 阅读更多

内存管理拓展概念

平板式内存管理。屏蔽掉段式管理,完全采用页式管理。做法是定义一个代码段,定义一个数据段。代码段和数据段的大小都是4GB。如此一来逻辑地址就是线性地址。 保护平板式内存管理。做法是定义内核代码段,内核数据段,用户代码段,用户数据段。四个段的基地址都是0大小为4GB进程执行内核代码时使用内核段,执行用户代码时使用用户段。段的地址转化作用被屏蔽,但基于特权级的保护特征被保留。对于同一个进程来说,由于它对四个段的使用绝不会重叠,因此可以将四个段叠加起来,看成是进程平板地址空间,同时也可以将四套页目录/页表合并成一套 … 阅读更多

段页式内存管理概要

段页式内存管理中,段的线性地址被分割成大小相等的线性页(4KB,4MB或者2MB等)。物理内存空间同样也被分成相同大小的物理页。操作系统维护一个页表,用于管理线性页到物理页的映射。页表在IA-32体系结构中分为两级,即页目录和页表 页目录是一个数组,其元素叫做页目录项(PDE),每个页目录项描述一个页表。页目录的大小为一页(4KB),一个页目录中有1024个页目录项。页目录项的大小为4字节。页表大小为一页(4KB)。页表项的大小为4字节,所以一个页表最多可以描述1024个线性页。 物理页是预先划分好的,其开 … 阅读更多

段内存管理概要

IA-32体系中提供了段页式内存管理机制,先分段再分页。提供页式是为了支持虚拟内存。 段:处理器的可寻址的线性内存空间被划分成了若干个大小不同的段。一个段是线性地址空间中的一个连续的区间。段中可保存代码、数据、堆栈或者其他数据结构。段的属性信息由与之对应的段描述符描述。段描述符是一个数据结构。Intel用段描述符表来管理。段描述符表最大可达64KB。 当G为0时,段以字节为单位,最大的段长为1MB。当G为1时,段以页(4kb)为单位。最大的段长为4GB。 DPL是段的特权级,其值在0~3之间。 S是系统标志 … 阅读更多

硬件平台概要

内存是处理器可以直接访问的储存空间。为了加快内存访问速度,计算机系统中通常提供了一些高速缓存(Cache),高速缓存通常由硬件管理。 I/O设备由I/O控制器和物理设备组成,处理器通过I/O控制器管理物理设备。I/O控制器主要由控制与状态寄存器(CSR)和数据寄存器组成。处理器通过读CSR来获得设备状态,通过写CSR来控制设备动作,通过读写数据寄存器来交换数据。内核通常将I/O设备抽象成一组寄存器,并给一个寄存器一个I/O地址。处理器通过I/O地址访问I/O寄存器。 现代计算机系统中许多设备寄存器可以被映射 … 阅读更多

IA-32体系概要

IA-32体系结构中由三种模式和一种准操作结构: 实模式:与8086兼容的操作模式,有一些拓展。 保护模式:处理器的一种最基本的操作模式,在这种模式中,处理器的所有指令及体系结构中的所有特色都是可用的,并且能够达到最高性能。 系统管理模式,提供给操作系统的一种透明的管理机制,用于实现电源管理等特殊操作。 虚拟8086模式是一个准操作模式,允许处理器在保护模式中执行实模式的程序。 Intel 64体系结构新增一种IA-32e操作模式包含两个子模式 兼容模式,在该模式下可以不加修改地运行大多数IA-32体系结构 … 阅读更多

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