Linux内存寻址之段描述符

       寻址的本质是CPU给出一个虚拟地址，经过寻址能够找到它的物理地址，我们称之为映射。上一节我们说到实模式寻址，在实模式下段寄存器中存放的是段首地址，加上PC程序寄存器中存放段内偏移值，两者相加即可得到物理地址。

       随着CPU位数增加到32位，大部分寄存器也增加到了32位，但段寄存器仍然保持了16位，且处理器提供了6个段寄存器：
CS (code segment) : 代码段寄存器，指向包含程序指令的段。
SS(stack segment) : 栈寄存器，指向包含当前程序栈的段。
DS(data segment) : 数据段寄存器，指向包含全局变量和静态变量的段。
       还有另外3个段为通用段，可以指向任意数据段。
       CS还有一个功能，它包含一个2位的字段，表示CPU当前的特权级（CPL），0代表最高优先级，3代表最低优先级，linux只有0和3两个级别，0代表内核级别，3代表用户态级别。

       在保护模式下，段寄存器不再保存段地址，而是段选择符。如下图所示：

       那么，段选择符是干什么的呢？我们能够想到的是，它是段地址的索引，也就是利用它去选择段地址。那段地址肯定也放在一段内存中。我们称之为段描述符。每一个段描述符占据8个字节，它代表一个段。段描述符放在一张表格中，我们称为全局描述符表GDT(global descriptpor table)或者局部描述符表（local decriptor table）。系统中通常只定义一个GDT，每个进程除了存放在GDT中的段之外，也可以有自己的LDT，用来存放自己用到的附加段。那GDT的首地址放在哪里呢？答案是gdtr控制寄存器，LDT的地址存放在ldtr控制寄存器中。

现在可以讲解，段选择符的三个字段了：
位0~1 ： 当相应的段选择符装入到cs寄存器中时指示出CPU当前的特权级。
位2 ： 指定段描述符是在GDT(TI=0)还是在LDT(TI=1)。
位3-15： 段选择符，指定该段描述符在描述符表中的位置。

       接着说段描述符每个字段的含义(图片来自百科)：

Base	段首地址
Limit	段尾地址，即最后一个位置的地址，有了它就可以知道段的长度
G	表示段的粒度，如果G=0, 段的大小以字节为单位，如果置1，则以4096字节为单位
D/B	对于代码段和数据段来说含义是不一样的，但是相同的是，如果段的偏移量是32位长，就置1，如果偏移量是16位长，就清0
AVL	Linux不用
P	为0时表示段当前不在主存中（在swap分区），为1时表示在主存中，linux总是把它置1
DPL	描述符特权级，用于限制对这个段的存取，表示访问这个段需要的最小级别，比如DPL=0表示只能当CPL是0是才能访问，即内核态，DPL=3则任何CPL都可以访问
S	系统标志，如果清0表示这是一个系统段，存储像GDT这种关键数据结构；置1表示普通的代码段或数据段
TYPE	描述了段的类型特征和它的存取权限

       说了这么多，问题来了，保护模式下到底如何寻址呢？下节见。