Архитектура системного уровня процессоров ia-32 Задачи архитектуры системного уровня (system-level architecture)

• управление памятью (Memory management);

• защита программных модулей (Protection of software modules);

• поддержка многозадачности (Multitasking);

• обработка прерываний (Exception and interrupt handling);

• поддержка мультипроцессорных систем (Multiprocessing);

• управление кэшированием памяти (Cache management);

• управление аппаратными ресурсами и электропитанием (Hardware resource and power management);

• управление отладкой и производительностью (Debugging and performance monitoring).

Компоненты архитектуры системного уровня

• порты ввода-вывода (I/O ports);

• регистры системного управления (Control registers);

• регистры управления памятью (Memory management registers);

• регистры отладки (Debug registers);

• регистры контроля границ диапазонов памяти (Memory type range registers – MTRR’s);

• модельно-зависимые регистры (Machine specific registers – MSR’s);

• регистры контроля состояния процессора (Machine check registers);

• счетчики мониторинга производительности (Performance monitoring counters).

Защищенный режим Общие сведениия Назначение защищенного режима микропроцессоров ia-32

Protected Mode или Protected Virtual Address Mode (защищенный режим виртуальной адресации)

Обеспечивает:

• независимость выполнения нескольких задач, что подразумевает _________ ____________ одной задачи ___ _______________ ________________ _________;

• средства ____________ __________________ _______.

Является основным режимом работы 32-разрядных процессоров.

Адресуемая память – до _ _______ (64 Гбайт в Р6+) физической памяти, посредством которой при использовании механизма страничной адресации могут отображаться до __ _______ виртуальной памяти каждой задачи.

Режим виртуального процессора 8086

Virtual 8086 Mode или V86:

• является _________ _______________ _________ защищенного режима;

• процессор функционирует как 8086 с возможностью использования 32-разрядных адресов и операндов.

Концепция защиты

Защищаемые ресурсы:

• _________, в которой хранятся коды, данные и различные системные таблицы;

• совместно используемая _______________, взаимодействие с которой происходит посредством:

• операций ввода-вывода;

• прерываний.

Основа системы защиты: ________________ _ _______________.

Ограничения на:

• ___________________ сегментов (пример: запрет записи в только читаемые сегменты данных или попытки исполнения данных как кода);

• _________ _ сегментам (через правила привилегий);

• межсегментные вызовы и передачу управления;

• выполнение _________________________ _______________ или операций, требующих определенного _________ _______________.

Дескрипторы и таблицы дескрипторов. Системные сегменты

Дескрипторы – восьмибайтные структуры данных, определяющие структуры и свойства программных элементов (сегментов, шлюзов (Gates) и таблиц):

• _____________ ____________ _ _________;

• _________ _______________ _____________ __________ (лимит, предел);

• _______________ ____________;

• _____________________ _________.

Дескрипторы хранятся _ ________________ _________, группируясь в таблицы, обращение к которым поддерживается процессором аппаратно.

Типы таблиц:

• глобальная таблица дескрипторов (GDT, Global Descriptor Table);

• локальная таблица дескрипторов (LDT, Local Descriptor Table);

• таблица дескрипторов прерываний (IDT, Interrupt Descriptor Table).

GDT содержит дескрипторы, доступные ______ __________:

• тип дескрипторов – любой, кроме дескрипторов _________ _______________ _ __________;

• нулевой элемент таблицы не используется.

LDT может быть ________________ ____ _________ _________ и содержит дескрипторы:

2. сегментов;

3. шлюзов задач;

4. шлюзов вызовов.

Сегмент недоступен задаче, если его дескриптора нет в текущий момент ни в GDT, ни в LDT.

IDT содержит дескрипторы шлюзов:

• задач;

• _______________;

• __________.