每個程序都有自己的LDT，但是同一臺計算機上的所有程序共享一個GDT。LDT描述局部于每個程序的段，包括其代碼、數(shù)據(jù)、堆棧等。GDT描述系統(tǒng)段，包括操作系統(tǒng)本身。

①全局描述符表GDT（Global Descriptor Table）在整個系統(tǒng)中，全局描述符表GDT只有一張(一個處理器對應(yīng)一個GDT)，GDT可以被放在內(nèi)存的任何位置，但CPU必須知道GDT的入口，也就是基地址放在哪里，Intel的設(shè)計者門提供了一個寄存器GDTR用來存放GDT的入口地址，程序員將GDT設(shè)定在內(nèi)存中某個位置之后，可以通過LGDT指令將GDT的入口地址裝入此積存器，從此以后，CPU就根據(jù)此寄存器中的內(nèi)容作為GDT的入口來訪問GDT了。GDTR中存放的是GDT在內(nèi)存中的基地址和其表長界限。

②段選擇子（Selector）由GDTR訪問全局描述符表是通過“段選擇子”（實模式下的段寄存器）來完成的。為了訪問一個段，一個Pentium程序必須把這個段的選擇子裝入機器的6個段寄存器的某一個中。在運行過程中，CS寄存器保存代碼段的選擇子，DS寄存器保存數(shù)據(jù)段的選擇子。每個選擇子是一個16位數(shù)。

選擇子中的一位指出這個段是局部的還是全局的（它是在LDT中還是在GDT中），其他的13位索引是LDT或GDT的表項編號，表示所需要的段的描述符在描述符表的位置，由這個位置再根據(jù)在GDTR中存儲的描述符表基址就可以找到相應(yīng)的描述符，然后用描述符表中的段基址加上邏輯地址（SEL:OFFSET）的OFFSET就可以轉(zhuǎn)換成線性地址。因此，這些表的長度被限制在最多容納8K個段描述符。

段選擇子中的TI值只有一位0或1，0代表選擇子是在GDT選擇，1代表選擇子是在LDT選擇。請求特權(quán)級（RPL）則代表選擇子的特權(quán)級，共有4個特權(quán)級（0級、1級、2級、3級）。任務(wù)中的每一個段都有一個特定的級別。每當一個程序試圖訪問某一個段時，就將該程序所擁有的特權(quán)級與要訪問的特權(quán)級進行比較，以決定能否訪問該段。系統(tǒng)約定，CPU只能訪問同一特權(quán)級或級別較低特權(quán)級的段。

例如給出邏輯地址：21h:12345678h轉(zhuǎn)換為線性地址
a. 選擇子SEL=21h=0000000000100 0 01b 他代表的意思是：選擇子的index=4即100b選擇GDT中的第4個描述符；TI=0代表選擇子是在GDT選擇；左后的01b代表特權(quán)級RPL=1
b. OFFSET=12345678h若此時GDT第四個描述符中描述的段基址（Base）為11111111h，則線性地址=11111111h+12345678h=23456789h

③局部描述符表LDT（Local Descriptor Table）局部描述符表可以有若干張，每個任務(wù)可以有一張。我們可以這樣理解GDT和LDT：GDT為一級描述符表，LDT為二級描述符表。如圖

LDT和GDT從本質(zhì)上說是相同的，只是LDT嵌套在GDT之中。LDTR記錄局部描述符表的起始位置，與GDTR不同LDTR的內(nèi)容是一個段選擇子。由于LDT本身同樣是一段內(nèi)存，也是一個段，所以它也有個描述符描述它，這個描述符就存儲在GDT中，對應(yīng)這個表述符也會有一個選擇子，LDTR裝載的就是這樣一個選擇子。LDTR可以在程序中隨時改變，通過使用lldt指令。如上圖，如果裝載的是Selector 2則LDTR指向的是表LDT2。舉個例子：如果我們想在表LDT2中選擇第三個描述符所描述的段的地址12345678h。
1. 首先需要裝載LDTR使它指向LDT2 使用指令lldt將Select2裝載到LDTR
2. 通過邏輯地址（SEL:OFFSET）訪問時SEL的index=3代表選擇第三個描述符；TI=1代表選擇子是在LDT選擇，此時LDTR指向的是LDT2,所以是在LDT2中選擇，此時的SEL值為1Ch(二進制為11 1 00b)。OFFSET=12345678h。邏輯地址為1C:12345678h
3. 由SEL選擇出描述符，由描述符中的基址（Base）加上OFFSET可得到線性地址，例如基址是11111111h，則線性地址=11111111h+12345678h=23456789h
4. 此時若再想訪問LDT1中的第三個描述符，只要使用lldt指令將選擇子Selector 1裝入再執(zhí)行2、3兩步就可以了（因為此時LDTR又指向了LDT1）
由于每個進程都有自己的一套程序段、數(shù)據(jù)段、堆棧段，有了局部描述符表則可以將每個進程的程序段、數(shù)據(jù)段、堆棧段封裝在一起，只要改變LDTR就可以實現(xiàn)對不同進程的段進行訪問。

段描述符：

P,present位,1表示所描述的段存在(有效),為0表示所描述的段無效,使用該描述符會引起異常?
DPL,Descriptor privilege,描述符特權(quán)級別,說明所描述段的特權(quán)級別?
DT,描述符類型位,1說明當前描述符為存儲段描述符,0為系統(tǒng)描述符或門描述符.?
TYPE:?
位0:A(accessed)位,表明描述符是否已被訪問;把選擇子裝入段寄存器時,該位被標記為1?
位3:E(EXECUTABLE?)位,0說明所描述段為數(shù)據(jù)段;1為可執(zhí)行段(代碼段)
當為數(shù)據(jù)段時,?
?? 位1為W位,說明該數(shù)據(jù)段是否可寫(0只讀,1可寫)?
?? 位2為ED位,說明該段的擴展方向(0向高位擴展,1向低位擴展)?
當為可執(zhí)行段是,?
?? 位1為R位,說明該執(zhí)行段是否可讀(0只執(zhí)行,1可讀)?
?? 位2為C位,0說明該段不是一致碼段(普通代碼段),1為一致碼段?
G為粒度位,0說明LIMIT粒度為字節(jié),1為4K字節(jié).?
D位:?
?? 1.在可執(zhí)行段中,D為1,表示使用32位地址,32/8位操作數(shù);為0表示使用16位地址,16/8位操作數(shù)?
?? 2.在由SS尋址的段描述符(堆棧段?)中,D為1表示隱含操作(如PUSH/POP)使用ESP為堆棧指針,
???? 為0使用SP(隱含操作:未明確定義段屬性類型USE16/USE32?66H,67H?)?
?? 3.在向低擴展的存儲段中,D為1,表示段的上限為4G;為0上限為64K
存儲段描述符的結(jié)構(gòu)表示:

分段管理可以把虛擬地址轉(zhuǎn)換成線性地址，而分頁管理可以進一步將線性地址轉(zhuǎn)換成物理地址。當CR0中的PG位置1時，啟動分頁管理功能，為0時，這禁止啟動分頁管理功能，并且把線性地址作物理地址使用。

虛擬地址轉(zhuǎn)為線性地址：

線性地址= 段基指 + 偏移地址

32位線性地址轉(zhuǎn)為物理地址：
32位分為:
頁目錄索引：占最高10位，指示頁目錄表中第幾個頁表描述符
頁表索引：占12位到21位，也是10位。指示這頁表中第幾個頁描述符
頁描述符：線性地址的低12位為頁內(nèi)偏移量。

三、實例（對理解非常有用）

1：訪問GDT

段描述符在GDT中

當TI=0時表示段描述符在GDT中，如上圖所示：

①先從GDTR寄存器中獲得GDT基址。

②然后再GDT中以段選擇器高13位位置索引值得到段描述符。

③段描述符符包含段的基址、限長、優(yōu)先級等各種屬性，這就得到了段的起始地址（基址），再以基址加上偏移地址yyyyyyyy才得到最后的線性地址。

2：訪問LDT

段描述符在LDT中

當TI=1時表示段描述符在LDT中，如上圖所示：

①還是先從GDTR寄存器中獲得GDT基址。

②從LDTR寄存器中獲取LDT所在段的位置索引(LDTR高13位)。

③以這個位置索引在GDT中得到LDT段描述符從而得到LDT段基址。

④用段選擇器高13位位置索引值從LDT段中得到段描述符。

⑤段描述符符包含段的基址、限長、優(yōu)先級等各種屬性，這就得到了段的起始地址（基址），再以基址加上偏移地址yyyyyyyy才得到最后的線性地址。

擴展

除了GDTR、LDTR外還有IDTR和TR

（1）中斷描述符表寄存器IDTR?

與GDTR的作用類似，IDTR寄存器用于存放中斷描述符表IDT的32位線性基地址和16位表長度值。指令LIDT和SIDT分別用于加載和保存IDTR寄存器的內(nèi)容。在機器剛加電或處理器復(fù)位后，基地址被默認地設(shè)置為0，而長度值被設(shè)置成0xFFFF。

（2）任務(wù)寄存器TR

TR用于尋址一個特殊的任務(wù)狀態(tài)段（Task?State?Segment，TSS）。TSS中包含著當前執(zhí)行任務(wù)的重要信息。

TR寄存器用于存放當前任務(wù)TSS段的16位段選擇符、32位基地址、16位段長度和描述符屬性值。它引用GDT表中的一個TSS類型的描述符。指令LTR和STR分別用于加載和保存TR寄存器的段選擇符部分。當使用LTR指令把選擇符加載進任務(wù)寄存器時，TSS描述符中的段基地址、段限長度以及描述符屬性會被自動加載到任務(wù)寄存器中。當執(zhí)行任務(wù)切換時，處理器會把新任務(wù)的TSS的段選擇符和段描述符自動加載進任務(wù)寄存器TR中。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的GDT（全局描述符表）和LDT（局部描述符表）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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