
- •Архитектура системного уровня процессоров ia-32 Задачи архитектуры системного уровня (system-level architecture)
- •Компоненты архитектуры системного уровня
- •Защищенный режим Общие сведениия Назначение защищенного режима микропроцессоров ia-32
- •Режим виртуального процессора 8086
- •Концепция защиты
- •Дескрипторы и таблицы дескрипторов. Системные сегменты
- •Регистры дескрипторов таблиц и системных сегментов
- •Механизм использования глобальной и локальной таблиц дескрипторов
- •Привилегии
- •Кольца защиты Привилегии задач (Task Privilege)
- •Привилегии дескриптора (Descriptor Privilege)
- •Привилегии селектора (Selector Privilege)
- •Привилегии ввода-вывода
- •Дескрипторы системных сегментов
- •Поля байта управления доступом к системным сегментам
- •Межсегментная передача управления
- •Типы и назначение шлюзов
- •Механизм использования шлюза вызова
- •Дескриптор шлюза вызова
- •Поля байта управления доступом дескриптора шлюза
- •Проверка условий, порождающих исключения
- •Инструкции тестирования указателей
- •Виртуальная память
- •Составляющие элементы механизма страничной переадресации
- •Адресация в защищенном режиме
- •Варианты организации страниц виртуальной памяти
- •Управление режимом страничной переадресации
- •Переключение стека
- •Операция переключения задач процессора (Task Switch Operation)
- •Переключение между реальным и защищенным режимами
- •Переключение в защищенный режим из реального:
- •Переключение процессора в реальный режим из защищенного
- •Регистры управления cr1, cr2, cr3
- •Регистр управления cr4
- •Управление прерываниями от fpu
- •Управление блоком fpu
- •Средства отладки по
- •Регистры отладки
- •Средства, предоставляющие дополнительные возможности отладки.
- •Регистр DebugCtlMsr:
- •Режим управления системой (smm)
- •Включение режима
- •Карта контекста процессора в smram
- •Идентификатор smm (Revision Identifier)
- •Базовый адрес smram
- •Некорректность восстановления контекста
- •Инициализация регистров процессора при входе в smm
- •Начальный сброс и тестирование Аппаратный сброс (hardware reset)
- •Установки при сбросе
- •Внутренний тест процессора
- •Начало нормального функционирования процессора
- •Инициализация по сигналу init («мягкий» сброс)
- •Тестирование аппаратных средств процессора
Адресация в защищенном режиме
Варианты организации страниц виртуальной памяти
Доступное логическое адресное пространство задачи – до __ _______ (___ сегментов по 4 Гбайт).
386+: размер страницы – _ _______.
Pentium+: возможность увеличения размера страницы до _ _______ (режим PSE), наряду с использованием страниц размером 4 Кбайт.
Р6+: режим расширения физического адреса* до __ бит (РАЕ); страницы размером _ _______ и _ _______.
PIII+: возможность использования страниц размером 4 Мбайт с 36-битной физической адресацией (режим PSE-36).
*Р6+: разрядность ША – 36 бит.
IA-32: разрядность линейного адреса – 32 бит; старшие 4 бита доступны благодаря блоку страничной переадресации.
Без использования дополнительных режимов переадресации (РАЕ или PSE-36) биты [35:32] внешней ША принудительно обнуляются.
Управление режимом страничной переадресации
бит PG в регистре CR0 (PG=1 включает режим);
флаги РАЕ и PSE в CR4;
бит PS в PDE (элементе каталога страницы)
CR0.PG |
CR4.PAE |
CR4.PSE |
PDE.PS |
Размер страницы |
Разрядность физического адреса, бит |
0 |
X |
X |
X |
Трансляция запрещена |
32 |
1 |
0 |
0 |
X |
__ |
32 |
1 |
0 |
1 |
0 |
__ |
32 |
1 |
0 |
1 |
1 |
__ |
32 (PSE) / 36 (PSE-36) |
1 |
1 |
X |
0 |
__ |
36 (РАЕ) |
1 |
1 |
X |
1 |
__ |
36 (РАЕ) |
Использование страниц размером 4 Кбайт
Использование страниц размером 4 Мбайт
Аппаратная поддержка многозадачности
Сегмент состояния задачи
Состояние задачи – значение всех связанных с ней регистров процессора.
Формат TSS 386+: 32-битный/16-битный (в стиле 80286).
Карта разрешения ввода-вывода (I/O Permission Bit Map). Располагается в _______ ____ ____.
Содержит: по одному биту на _________ _______ _________ ввода-вывода; нулевое значение бита разрешает обращение.
Размер:
максимальный – _____ (64К адресов);
может быть урезан лимитом TSS; байт-терминатор 0FFh должен обязательно входить в TSS.
Порты с адресами, не попавшими в усеченную таблицу, считаются __________________.
Селектор в регистре задачи TR указывает на _______________ ____.
Дескриптор _______ _________ содержит селектор, указывающий на дескриптор TSS.
Дескриптор TSS указывает на сегмент, содержащий полное состояние процессора.
Переключение стека
Автоматически при передаче управления ___ _________ _________ _______________.
Начальное значение SS:SP для уровня привилегий 0, 1, 2 содержится в TSS.
При ____________ _______________ (команды JMP или CALL) новое значение указателя стека загружается в SS:SP, старые значения помещаются в новый стек.
При ____________ ___ __________ __________ привилегий его стек восстанавливается (как часть инструкции RET или IRET)