实模式与保护模式详解一：寄存器

Posted 2022-06-13 Math_X_CS

基本寄存器

在了解实模式与保护模式区别之前，先介绍一下几个基本的寄存器

1. 通用寄存器

寄存器组中有8个32位寄存器，属于CPU内的寄存器，也称通用寄存器，按照用途可以分为数据寄存器组和指示器变址寄存器

• 数据寄存器组：EAX、EBX、ECX、EDX
  一般用来保存操作数，运算结果，或作为指示器，变址寄存器等
• 指示器变址寄存器组：ESI、EDI、ESP、EBP
  一般用来存放操作数的偏移地址、用作指示器或变址寄存器
  

1. 段寄存器

在保护模式下，从逻辑地址到物理地址的映射过程中要涉及到分段部件和分页部件，分段部件的作用是将二维的逻辑地址转换为一维的线性地址，在分段部件中有6个十六位的段寄存器，如下图

1. 
   
2. 指令指示器：IP
   
3. 标志寄存器 :Flags
   
4. 控制寄存器：CR0、CR1、CR2、CR3

• CR0寄存器：
  CR0的低5位组成机器状态字（MSW）
  PE: 0——实模式；1——保护模式
  MP: 1(系统有数学协处理器时)
  EM: 0（仿真协处理器）
  TS: 任务切换，切换任务时自动设置
  ET: 1(协处理器的类型)
  CR0中的PG位设置为1，表示允许分页
  
• CR1寄存器
  保留，为将来CPU做准备
• CR2寄存器
  如果发生缺页，引发缺页的线性地址保存在CR2中
• CR3寄存器
  CR3包含页目录基址：高20位

5. GDTR寄存器
   全局描述符表寄存器
   
   存放GDT基址和大小
   48位
   BASE：32位：GDT在内存基地址
   LIMIT ：16位：GDT界限（即：长度-1）.
   GDT最大能容纳 65536 / 8 = 8192 个 描述符。
6. IDTR寄存器
   中断描述符表寄存器
   
   48位
   存放中断描述符表IDT的基地址和限长
   支持 256 个中断
   LIMIT最大为 07FFH 。
   IDT中的描述符类型为中断门。

实模式与保护模式有不同的寄存器使用情况

实模式

保护模式