Linux內核分析與應用-學習筆記（二）

第二章 內存尋址

2.1 內存管理之內存尋址

圖靈機->馮諾依曼體系結構

X86尋址的不同時期

8位（8080絕對地址）->16位（8086，段機制，實模式）->24位（80286,保護模式）->32位（80386，保護模式下可達4GB）->64位

• 實模式與保護模式寄存器的對比
  
• 保護模式下的頁表寄存器
  
• 控制寄存器
  

Linux內核中的C與彙編

C語言->GNU的擴展C
彙編語言->AT&T
C語言中嵌入彙編語言->GCC嵌入式彙編

參考資料

《深入理解Linux內核》第三版第二章
《Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals》

2.2保護模式下的段機制

• 簡單的“Hello World”程序

#incldue <stdio.h>

int main(void){
    printf("Hello,World!\n");
    return 0;
}

• 程序的編譯、彙編、鏈接與裝載
  1.預處理
  gcc -E hello.c -o hello.i
  2.編譯
  gcc -S hello.i -o hello.s
  3.彙編
  gcc -c hello.s -o hello.o
  4.鏈接
  gcc hello.o -o hello
  5.裝載與執行
  ./hello
  
  6.反彙編
  objdump -d hello>log.txt(將反彙編的結果重定向，保存到log.txt中)
  文件：待審覈通過之後添加鏈接地址
  
  最左邊爲虛擬地址，中間爲指令碼，右側爲AT&T彙編指令
• CPU訪問虛擬地址:
  
• MMU的地址轉換
  
• 分段機制
  1.段描述符表
  段號描述的是虛擬地址空間段的編號
  基地址是線性空間中段的起始地址
  
• 段描述符結構
• 保護模式下段寄存器中存放什麼?
  索引or段號,這裏的段寄存器也叫選擇符，即從描述表中選擇某個段。
  
  RPL：表示請求者的特權級。
  TI：Table Index表明段描述符是在全局還是局部描述符表中。
  保護模式下的特權級：0~3，Linux中只使用：0-內核態，3-用戶態
• 保護模式下的其他描述符表
  GDT全局描述符表
  IDT中斷描述符表
  LDT局部描述符表
• Linux中的段
  線性地址 = 段的起始地址 + 偏移量
  Linux在啓動的過程中設置了段寄存器的值和全局描述表GDT的內容：

#define __KERNEL_CS 0x10
#define __KERNEL_DS 0x18
#define __USER_CS 0x23
#define __USER_DS 0x2B