Linux内核分析与应用-学习笔记（二）

第二章 内存寻址

2.1 内存管理之内存寻址

图灵机->冯诺依曼体系结构

X86寻址的不同时期

8位（8080绝对地址）->16位（8086，段机制，实模式）->24位（80286,保护模式）->32位（80386，保护模式下可达4GB）->64位

• 实模式与保护模式寄存器的对比
  
• 保护模式下的页表寄存器
  
• 控制寄存器
  

Linux内核中的C与汇编

C语言->GNU的扩展C
汇编语言->AT&T
C语言中嵌入汇编语言->GCC嵌入式汇编

参考资料

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

2.2保护模式下的段机制

• 简单的“Hello World”程序

#incldue <stdio.h>

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

• 程序的编译、汇编、链接与装载
  1.预处理
  gcc -E hello.c -o hello.i
  2.编译
  gcc -S hello.i -o hello.s
  3.汇编
  gcc -c hello.s -o hello.o
  4.链接
  gcc hello.o -o hello
  5.装载与执行
  ./hello
  
  6.反汇编
  objdump -d hello>log.txt(将反汇编的结果重定向，保存到log.txt中)
  文件：待审核通过之后添加链接地址
  
  最左边为虚拟地址，中间为指令码，右侧为AT&T汇编指令
• CPU访问虚拟地址:
  
• MMU的地址转换
  
• 分段机制
  1.段描述符表
  段号描述的是虚拟地址空间段的编号
  基地址是线性空间中段的起始地址
  
• 段描述符结构
• 保护模式下段寄存器中存放什么?
  索引or段号,这里的段寄存器也叫选择符，即从描述表中选择某个段。
  
  RPL：表示请求者的特权级。
  TI：Table Index表明段描述符是在全局还是局部描述符表中。
  保护模式下的特权级：0~3，Linux中只使用：0-内核态，3-用户态
• 保护模式下的其他描述符表
  GDT全局描述符表
  IDT中断描述符表
  LDT局部描述符表
• Linux中的段
  线性地址 = 段的起始地址 + 偏移量
  Linux在启动的过程中设置了段寄存器的值和全局描述表GDT的内容：

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