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任务状态段TSS的基本格式如下图所示。
任
务
状
态
段
基
本
部
分
的
格
式
BIT31—BIT16
BIT15—BIT1
BIT0
Offset
0000000000000000
链接字段
0
ESP0
4
0000000000000000
SS0
8
ESP1
0CH
0000000000000000
SS1
10H
ESP2
14H
0000000000000000
SS2
18H
CR3
1CH
EIP
20H
EFLAGS
24H
EAX
28H
ECX
2CH
EDX
30H
EBX
34H
ESP
38H
EBP
3CH
ESI
40H
EDI
44H
0000000000000000
ES
48H
0000000000000000
CS
4CH
0000000000000000
SS
50H
0000000000000000
DS
54H
0000000000000000
FS
58H
0000000000000000
GS
5CH
0000000000000000
LDTR
60H
I/O许可位图偏移
000000000000000
T
64H
从图中可见,TSS的基本格式由104字节组成。这104字节的基本格式是不可改变的,但在此之外系统软件还可定义若干附加信息。基本的104字节可分为链接字段区域、内层堆栈 指针区域、地址映射寄存器区域、寄存器保存区域和其它字段等五个区域。
1.寄存器保存区域
寄存器保存区域位于TSS内偏移20H至5FH处,用于保存通用寄存器、段寄存器、指令 指针和标志寄存器。当TSS对应的任务正在执行时,保存区域是未定义的;在当前任务被切换出时,这些寄存器的当前值就保存在该区域。当下次切换回原任务时,再从保存区域恢复出这些寄存器的值,从而,使处理器恢复成该任务换出前的状态,最终使任务能够恢复执行。
从上图可见,各通用寄存器对应一个32位的双字,指令 指针和标志寄存器各对应一个32位的双字;各段寄存器也对应一个32位的双字,段寄存器中的选择子只有16位,安排再双字的低16位,高16位未用,一般应填为0。
2.内层堆栈指针区域
为了有效地实现保护,同一个任务在不同的特权级下使用不同的堆栈。例如,当从外层特权级3变换到内层特权级0时,任务使用的堆栈也同时从3级变换到0级堆栈;当从内层特权级0变换到外层特权级3时,任务使用的堆栈也同时从0级堆栈变换到3级堆栈。所以,一个任务可能具有四个堆栈,对应四个特权级。四个堆栈需要四个堆栈 指针。
TSS的内层堆栈指针区域中有三个堆栈指针,它们都是48位的全指针(16位的选择子和32位的偏移),分别指向0级、1级和2级堆栈的栈顶,依次存放在TSS中偏移为4、12及20开始的位置。当发生向内层转移时,把适当的堆栈指针装入SS及ESP寄存器以变换到内层堆栈,外层堆栈的指针保存在内层堆栈中。没有指向3级堆栈的 指针,因为3级是最外层,所以任何一个向内层的转移都不可能转移到3级。
但是,当特权级由内层向外层变换时,并不把内层堆栈的指针保存到TSS的内层堆栈 指针区域。实际上,处理器从不向该区域进行写入,除非程序设计者认为改变该区域的值。这表明向内层转移时,总是把内层堆栈认为是一个空栈。因此,不允许发生同级内层转移的递归,一旦发生向某级内层的转移,那么返回到外层的正常途径是相匹配的向外层返回。
3.地址映射寄存器区域
从虚拟地址空间到线性地址空间的映射由GDT和LDT确定,与特定任务相关的部分由LDT确定,而LDT又由LDTR确定。如果采用分页机制,那么由线性地址空间到物理地址空间的映射由包含页目录表起始物理地址的控制寄存器CR3确定。所以,与特定任务相关的虚拟地址空间到物理地址空间的映射由LDTR和CR3确定。显然,随着任务的切换,地址映射关系也要切换。
TSS的地址映射寄存器区域由位于偏移1CH处的双字字段(CR3)和位于偏移60H处的字字段(LDTR)组成。在任务切换时,处理器自动从要执行任务的TSS中取出这两个字段,分别装入到寄存器CR3和LDTR。这样就改变了虚拟地址空间到物理地址空间的映射。 本文章更多内容:<<上一页 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 下一页>> |