x86 保护模式中的GDT表是什么？

GDT（全局描述符表，Global Descriptor Table）是 x86 保护模式下用于描述不同类型内存段的一个重要数据结构。在保护模式下，GDT 用于管理和保护系统内存，它通过提供一组段描述符来定义内存的访问权限、大小、类型等属性

GDT 表的结构

图中展示的是一个 GDT 的部分内容，包含多个描述符。每个描述符表示内存段，具体内容包括了以下几个部分：

1. 任务状态段（TSS，Task State Segment）：

   • GDT 中的 Task0 TSS 和 Task1 TSS 描述符是与任务切换相关的。TSS 用于存储任务的状态信息，像寄存器的值、堆栈指针等，用于在任务切换时保存和恢复任务的状态。

2. 局部描述符表（LDT，Local Descriptor Table）：

   • Task0 LDT 和 Task1 LDT 分别是两个任务的局部描述符表。LDT 用于为每个任务提供一个局部的段描述符集合，每个任务有自己独立的 LDT。每个 LDT 中可以包含任务相关的代码段、数据段等。

3. 系统调用门（系统调用门描述符）：

   • 这是一个特殊的描述符，用于实现系统调用，允许用户级程序请求内核服务。图中标注为“系统调用门”。

4. 应用程序数据段和代码段：

   • 应用数据段 和 应用代码段 描述符用于普通应用程序的内存区域，其中的数据段存储数据，代码段存储程序指令。

5. 内核数据段和代码段：

   • 内核数据段 和 内核代码段 描述符定义内核空间的内存区域，内核代码段存放内核指令，内核数据段存放内核数据。

6. DPL（Descriptor Privilege Level，描述符特权级）：

   • DPL 表示该段的访问级别，取值范围为 0 到 3：
     • DPL=0 表示内核模式（特权级 0），最高权限。
     • DPL=3 表示用户模式（特权级 3），最低权限。
   • 对应的段可能只允许某些特权级的代码访问。例如，内核代码只能由 DPL=0 的代码访问，而应用程序只能访问 DPL=3 的数据段。

GDT 表的作用

• 内存段描述：GDT 通过描述符提供对内存段的访问控制，保证不同程序的内存空间互不干扰，增加系统的安全性。
• 特权级管理：通过设置不同的特权级，保护模式确保内核代码和用户代码分离，避免普通程序对内核的非法访问。
• 任务切换：TSS 和 LDT 在任务切换过程中发挥作用，GDT 允许操作系统在多个任务之间切换时，自动保存和恢复任务的状态。