保护模式补充

保护

前面讲过，保护模式的保护，是指CPU在进行内存跳转、访问时，增加了很多检查，确保内存访问安全。在分段和分页机制中，我们也看到了，段选择子，段描述符等都有很多的权限相关的标记位，CPU就是根据这些标记位及一系列访问规则判断是否有权限访问的，即进行内存保护。

段描述符中的S位（44位），表明段描述符的类型：

段描述符中的TYPE位（40~43位），表明段描述符的类型。一个段可能为：

从这么多种类型定义中，可以预期整个检查规则很复杂（@_@）。其中门描述符（gate）用于中断发生时的检查，CPU确认特权级等设定符合约束后，才能进入相应的处理程序。

x86 CPU定义了4种特权级，越靠近中心，级别越高。

实际中，linux只使用了ring0和ring3：ring0对应内核态，ring3对应用户态。

特权检查时对这3个特权级，依据规则检查。检查通过则访问成功。

(CPL <= 目标数据段DPL) && (RPL <= 目标数据段DPL)

即: 高特权级指令访问低特权级数据

总结：数据只能高访问低；代码只能低跳转到高；从高访问低只有返回指令可以;

整个保护模式的规则很复杂，又会涉及到很多概念和细节，放弃吧~

逻辑地址->线性地址->物理地址的转换，通过CPU约定的分段规则及分页规则完成。可以想象，所有的操作都会涉及内存寻址，这些转换必然非常频繁的进行。CPU为了高效处理，设计了专门的硬件模块（MMU，内存管理单元）来完成内存地址转换。

根据Intel CPU的设计，理论上我们可以将内存划分出很多个段。但Linux基于可移植性等因素考虑（一些RISC CPU不支持分段），并没有充分利用x86 CPU提供的分段机制，而是将整个4GB的线性地址空间都对应为同一个段。这样，事实上逻辑地址（段内偏移量）与线性地址相同。

由于x86 CPU段机制规定，代码段与数据段不同；而且linux内核态对应ring0，用户态对应ring3。所有linux需要分别创建内核数据段，内核代码段；用户数据段，用户代码段。

现在的linux内核中，为了同时支持32位与64位系统，linux分页也不是采用2级页表，而是4级页表。