『期末复习』Pentium的保护技术

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🕒首发日期:2022年7月10日星期日

🌌上期文章:『期末复习』微处理器发展历程与微型计算机结构

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『期末复习』Pentium的保护技术

保护存储器内容

Pentium保护机制的思想

  • 对存储器的每一次访问进行保护性检查
  • 对程序运行提供保护性措施

1.存储器的段级保护

1.1段类型提供读/写保护

  • 数据段描述符W位控制是否允许写入信息
  • 代码段描述符R位控制是否可从此段读取信息

1.2界限和粒度提供范围保护

用20位的“段界限”表示段的长度,防止寻址操作超出段的范围

  • 粒度G=0:段的大小为1MB
  • 粒度G=1、界限值=0:表示段的长度为4KB
  • 粒度G=1、界限值=1:表示段的长度为4GB

1.3特权级对操作系统和驱动程序提供保护

特权级保护是将系统中所有的程序分配相应的级别,不准任何应用程序修改操作系统的数据,而又允许程序调用操作系统中提供的各种服务子程序。

Pentium设置四个特权级的保护0~3。操作系统处于最内层,具有最高特权级0,依次向外,特权级降低,最外层特权级最低,而PL值最大,即PL=3。最外层一般是应用程序层,享有最低特权级(第3级)

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Pentium特权级所应遵循的规则有2条:

①特权级高的数据段不能被特权级低的代码段访问。

②特权级高的代码段不能向特权级低的代码段转移调用,反之是允许的。

2.存储器的页级保护

2.1页的特权级U/S字段提供页保护权

每个页面对应一个页项,1024个页项组成一个页表。页项中U/S位表示页面的特权级,U/S为1,则为系统级页面,对应OS/系统软件、驱动程序等;否则为用户级页面,对应应用程序。

2.2标志R/W提供页面写保护

页项中R/W位指示该页可读还是可写。当应用程序运行时,只有处于U/S为0且R/W位1的页才可写,否则产生异常中断

注:在段、页两级保护机制实施过程中,先处理段保护、再处理页保护,这样出现了分段异常中断,就不会产生关于分页的异常中断。