Оглавление:
Определение - Что означает защищенный режим?
Защищенный режим - это режим работы процессора, совместимого с Intel 80286. Это позволяет системному программному обеспечению использовать такие функции, как виртуальная память, пейджинг и безопасная многозадачность. Он также предназначен для повышения контроля ОС над прикладным программным обеспечением.
Этот термин также известен как режим защищенного виртуального адреса.
Техопедия объясняет защищенный режим
Защищенный режим был включен в архитектуру Intel x86 в начале 1982 года. Затем он превратился в базовую основу для всех последующих архитектур Intel x86. В первоначальных версиях не разрешалось переключение обратно в реальный режим или включение защищенного режима. Однако была предоставлена возможность сохранять указатели стека, регистры и маску прерывания в ОЗУ через контроллер клавиатуры. Позже, с появлением процессора 386, защищенный режим можно было легко включить, исключив сложные шаги, связанные с архитектурой 286, у которой не было никакого внутреннего механизма для выхода из защищенного режима.
- Уровни привилегий: существует четыре уровня привилегий (также называемых кольцами), где кольцо 3 является наименее привилегированным, а кольцо 0 - наиболее привилегированным. Эти кольца позволяют системному программному обеспечению предотвращать доступ задач к данным. Как правило, приложение работает в кольце 3, а ОС - в кольце 0.
- Виртуальный режим 8086: Intel определяет защищенный режим как виртуальный режим, который позволяет ранее написанному коду для 8086 работать на новых системах (обратная совместимость) без каких-либо изменений, обеспечивая стабильность и безопасность системы.
- Совместимость приложений в реальном режиме: Windows 3.x вместе со своими преемниками обеспечивает двоичную совместимость с реальным режимом для запуска приложений Windows 2.x, также в защищенном режиме.
- Адресация сегмента: в защищенном режиме часть сегмента заменяется 16-битным селектором. 13 старших бит содержат индекс записи в таблице дескрипторов. Эта запись содержит некоторые флаги, предельное значение для размера сегмента и реальный адрес строки сегмента. Два младших бита определяют привилегию запроса от 0 до 3. Последний бит указывает, является ли операция против GDT или LDT.
- Многозадачность: это способность ОС запускать несколько задач одновременно. Это может быть реализовано, только если каждая задача запланирована для выполнения на разных процессорах. При переключении между задачами процессоры сохраняют текущую контекстную информацию в сегменте состояния задачи. Когда исходное задание необходимо перепланировать для выполнения, сохраненная информация используется процессорами для установки своих внутренних регистров для возобновления выполнения.
- Защита: режим защиты защищает от программных ошибок и помогает ОС выполнять надежную многозадачность. Проверки выполняются до того, как цикл памяти начинается, и любой цикл памяти прерывается, генерируя исключение. Стабильность всех инструментов разработки программного обеспечения обеспечивается блокировкой недействительных ссылок на память.
- Пейджинг: страницы являются разделами памяти. Операционная система может создавать разные виртуальные адреса для каждой задачи, удерживая одну задачу от манипулирования памятью другой. Страницы также могут быть перенесены с первичного на вторичное хранилище, что дает больше места для хранения.
- Поддержка отладки: как часть защищенного режима, 80386 предоставляет набор настраиваемых регистров отладки. Вы можете установить точку останова, указав нужный адрес памяти в одном из регистров отладки и тип цикла для запуска точки останова. При достижении точки останова генерируется исключение, и отладчик получает управление для отображения информации о внутреннем состоянии процессора.
