Специальные типы регистров защищенного режима мп (ia-32): управляющие, отладки, системные адресные регистры. Селекторы сегментов: - организация в разных режимах.
По сравнению с реальным режимом МП IA-16 в защищенном режиме МП IA-32 регистровый файл увеличился до 32 регистров. К регистрам пользователей (16) добавились системные регистры (16).
Регистры пользователей:
регистры общего назначения (РОНы) 8 регистров по 32 бита,
указатель команд 1 регистр – 32 бита,
регистр состояния (флагов) 1 регистр – 32 бита
сегментные регистры 6 регистров по 16 бит,
В состав системных регистров входят:
регистры системных адресов 4 регистра,
регистры управления, отладки и тестирования 16 регистров.
В защищенном режиме команды межсегментных переходов содержат полный указатель CS (сегмента) и IP (адрес команды в сегменте – offset). Указатель CS, в свою очередь, может указывать на:
- дескриптор сегмента,
- шлюз дескриптора сегмента,
- дескриптор TSS,
- дескриптор шлюза TSS.
Все зависит от выбора стратегии разработчиков ОС.
В первых двух случаях реализуется процедура передачи управления:
прямой передачи управления (без изменения уровней привилегий) или
через шлюз (с возможностью увеличения уровня привилегий, но по командам, предусматривающим возвращение, – например Call).
В двух последних случаях реализуется процедура переключения задач:
прямого переключения задач, если селектор указывает на дескриптор задачи (используется при переключениях задач на одном уровне привилегий),
косвенного переключения задач, если селектор указывает на шлюз задачи (используется при переключениях с изменениями уровня привилегий).
Как и в МП IA-16 с точки зрения использования регистров они не являются классическими регистрами общего назначения. Они могут задаваться по умолчанию (кодом операции, постбайтом и т.д.) По использованию регистров по умолчанию, они делятся на две группы :
регистры данных – eax, ecx, edx и ebx (по возрастанию адресов),
регистры адресов – esp, ebp, esi и edi (по возрастанию адресов)
Регистр ebx, хотя и относят к группе регистров данных, но он же является одним из регистров адреса базы сегмента данных.
При работе с 16-ти битовыми операндами и компонентами адреса используются 16- битовые РОНы – ax, cx, dx, bx, sp, bp, si и di (по возрастанию адресов).
При работе с байтовыми операндами используются 8 – битовые РОНы: al, cl, dl, bl, ah, ch, dh и bh (по возрастанию адресов).
В защищенном режиме по отношению к их содержимому (данные, компоненты адреса) регистры стали более симметричными.
Режим адресации операндов в команде определяется кодом операции, постбайтом и байтом SIB. Режим адресации определяет местонахождение компонент и алгоритм вычисления адреса операнда в памяти.
В защищенном режиме МП IA –32 используются следующие виды адресаций:
непосредственная (константа) MOV еax, 0002h,
прямая (#d – смещение) MOV еbx, [0002h],
регистровая (любой РОН, кроме ebp) MOV еbx, еах,
косвенная регистровая MOV еах, [еbx],
базовая со смещением MOV еах, [еbx+001Ah],
базовая индексная без смещением MOV еах, [еbp+esi*8],
базовая индексная со смещением MOV еах, [еbp+esi*8+1Ah],
Изменилось и содержимое сегментных регистров. В МП IA-16 сегментные регистры содержат базовые адреса сегментов, а в МП IA 32 – селекторы сегментов.
Сегментные регистры в защищенном режиме дополняются 64-х разрядными регистрами дескрипторов сегментов. В системе не предусмотрены ни одной команды прямого обращения к ним. В этом смысле они программно невидимы. Это регистры аппаратных средств системы защиты программ от взаимных помех.
Назначение сегментных регистров в защищенном режиме остались прежними: использование в процедуре трансляции адресов, но сама функция и содержимое этих регистров существенно изменились.
Селекторы сегментов в защищенном режиме МП IA 32 – это указатели номера строки таблиц дескрипторов, в которых находятся заданные дескрипторы. Преобразование логического адреса в линейный (адрес плоской памяти) производится процедурой трансляции сегмента.
МП содержит 6 шестнадцати битных сегментных регистров:
ES – дополнительного сегмента данных,
CS – сегмента кода,
SS – сегмента стека,
DS – сегмента данных,
FS – дополнительного сегмента данных,
GS – дополнительного сегмента данных.
Использование регистров CS, SS, DS и ES принято по умолчанию. Для использования регистров FS и GS необходима явная ссылка на них в префиксе замены сегментов. Использование сегментных регистров зависит от режима работы МП.