本文介紹保護(hù)方式下的段定義以及由段選擇子及段內(nèi)偏移構(gòu)成的二維虛擬地址如何被轉(zhuǎn)換為一維線性地址。
<一>段定義和虛擬地址到線性地址的轉(zhuǎn)換
段是實(shí)現(xiàn)虛擬地址到線性地址轉(zhuǎn)換機(jī)制的基礎(chǔ)。在保護(hù)方式下，每個(gè)段由如下三個(gè)參數(shù)進(jìn)行定義：段基地址(Base Address)、段界限(Limit)和段屬性(Attributes)。
段基地址規(guī)定線性地址空間中段的開始地址。在80386保護(hù)方式下，段基地址長32位。因?yàn)榛刂烽L度與尋址地址的長度相同，所以任何一個(gè)段都可以從32位線性地址空間中的任何一個(gè)字節(jié)開始，而不象實(shí)方式下規(guī)定的邊界必須被16整除。
段界限規(guī)定段的大小。在80386保護(hù)模式下，段界限用20位表示，而且段界限可以是以字節(jié)為單位或以4K字節(jié)為單位。段屬性中有一位對(duì)此進(jìn)行定義，把該位成為粒度位，用符號(hào)G標(biāo)記。G=0表示段界限以字節(jié)位位單位，于是20位的界限可表示的范圍是1字節(jié)至1M字節(jié)，增量為1字節(jié)；G=1表示段界限以4K字節(jié)為單位，于是20位的界限可表示的范圍是4K字節(jié)至4G字節(jié)，增量為4K字節(jié)。當(dāng)段界限以4K字節(jié)為單位時(shí)，實(shí)際的段界限LIMIT可通過下面的公式從20 位段界限Limit計(jì)算出來：
LIMIT=limit*4K+0FFFH=(Limit SHL 12)+0FFFH
所以當(dāng)粒度為1時(shí)，段的界限實(shí)際上就擴(kuò)展成32位。由此可見，在80386保護(hù)模式下，段的長度可大大超過64K字節(jié)。
基地址和界限定義了段所映射的線性地址的范圍。基地址Base是線性地址對(duì)應(yīng)于段內(nèi)偏移為 0的虛擬地址，段內(nèi)偏移為X的虛擬地址對(duì)應(yīng)Base+X的線性地址。段內(nèi)從偏移0到Limit范圍內(nèi)的虛擬地址對(duì)應(yīng)于從Base到Base+Limit范圍內(nèi)的線性地址。
下圖表示一個(gè)段如何從虛擬地址空間定位到線性地址空間。圖中BaseA等代表段基地址， LimitA等代表段界限。另外，段C接在段A之后，也即BaseC=BaseA+LimitA。
例如：設(shè)段A的基地址等于00012345H，段界限等于5678H，并且段界限以字節(jié)為單位(G=0)，那么段A對(duì)應(yīng)線性地址空間中從00012345H-000179BDH的區(qū)域。如果段界限以4K字節(jié)為單位 (G=1)，那么段A對(duì)應(yīng)線性地址空間中從00012345H-0568B344H(=00012345H+5678000H+0FFFH) 的區(qū)域。
通過增加段界限，可以使段的容量得到擴(kuò)展。這對(duì)于那些要在內(nèi)存中擴(kuò)展容量的普通數(shù)據(jù)段很有效，但對(duì)堆棧段情況就不是這樣。因?yàn)槎褩５自诟叩刂范?，隨著壓棧操作的進(jìn)行，堆棧向低地址方向擴(kuò)展。為了適應(yīng)普通數(shù)據(jù)段和堆棧數(shù)據(jù)段在兩個(gè)相反方向上的擴(kuò)展，數(shù)據(jù)段的段屬性中安排了一個(gè)擴(kuò)展方向位，標(biāo)記為ED。ED=0表示向高端擴(kuò)展，ED=1表示向低端擴(kuò)展。一般只有堆棧數(shù)據(jù)段才使用向低端擴(kuò)展的屬性(堆棧段也可使用向上擴(kuò)展的段)，這是因?yàn)椋蛳聰U(kuò)展的段是為以下兩個(gè)目的而設(shè)計(jì)的：
第一，堆棧段被定義為獨(dú)特段，即DS和SS包含不同的選擇器。
第二，一個(gè)堆棧段是靠將它復(fù)制到一個(gè)更大的段來擴(kuò)充自己(而不是靠將現(xiàn)存的頁增加到它的段上)。不打算用這種方法實(shí)現(xiàn)堆棧的設(shè)計(jì)者不需要定義向下擴(kuò)展的段。
需要注意的是，只有數(shù)據(jù)段的段屬性中才有擴(kuò)展方向?qū)傩晕籈D，也就是說只有數(shù)據(jù)段(堆棧段作為特殊的數(shù)據(jù)段)才有向上擴(kuò)展和向下擴(kuò)展之分，其它段都是自然的向上擴(kuò)展。
數(shù)據(jù)段的擴(kuò)展方向和段界限一起決定了數(shù)據(jù)段內(nèi)偏移的有效范圍。當(dāng)段最大為1M字節(jié)時(shí)，在向高端擴(kuò)展的段內(nèi)，從0到Limit的偏移是合法有效的偏移，而從Limit+1到1M-1的偏移是非法無效的偏移；在向低端擴(kuò)展的段內(nèi)，情形剛好相反，從0到Limit的偏移是非法無效的偏移，而從Limit+1到1M-1的偏移是合法有效的偏移，注意邊界值Limit對(duì)應(yīng)地址的有效性。段最大為4G時(shí)，情形類似。由此可見，如果一個(gè)段是向下擴(kuò)展的，則所有的偏移必須大于限長，因?yàn)槠湎揲L是指下限，其基地址從高地址出開始。反之，若一個(gè)段是向上擴(kuò)展的，則所有偏移必須小于等于限長，因?yàn)槠湎揲L是指上限，基地址從低地址處開始。通過使用段環(huán)繞，可以把向下擴(kuò)展段定義到任何線性地址且可定義為任何大小。
在每次把虛擬地址轉(zhuǎn)換為線性地址的過程中，要對(duì)偏移進(jìn)行檢查。如果偏移不在有效的范圍內(nèi)，那么就引起異常。
段屬性規(guī)定段的主要特性。例如上面已經(jīng)提到的段粒度G就是段屬性的一部分。在對(duì)段進(jìn)行各種訪問時(shí)，將對(duì)訪問是否合法進(jìn)行檢查，主要依據(jù)是段屬性。例如：如果向一個(gè)只讀段進(jìn)行寫入操作，那么不僅不能寫入，而且會(huì)引起異常。在下面會(huì)詳細(xì)說明各個(gè)段熟屬性位的定義和作用。
<二>存儲(chǔ)段描述符
用于表示上述定義段的三個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為描述符。每個(gè)描述符長8個(gè)字節(jié)。在保護(hù)方式下，每一個(gè)段都有一個(gè)相應(yīng)的描述符來描述。按描述符所描述的對(duì)象來劃分，描述符可分為如下三類：存儲(chǔ)段描述符、系統(tǒng)段描述符、門描述符(控制描述符)。下面先介紹存儲(chǔ)段描述符。
1.存儲(chǔ)段描述符的格式
存儲(chǔ)段是存放可由程序直接進(jìn)行訪問的代碼和數(shù)據(jù)的段。存儲(chǔ)段描述符描述存儲(chǔ)段，所以存儲(chǔ)段描述符也被稱為代碼和數(shù)據(jù)段描述符。存儲(chǔ)段描述符的格式如下表所示。表中上面一排是對(duì)描述符8個(gè)字節(jié)的使用的說明，最低地址字節(jié)(假設(shè)地址為m)在最右邊，其余字節(jié)依次向左，直到最高字節(jié)(地址為m+7)。下一排是對(duì)屬性域各位的說明。
存儲(chǔ)段
描述符 |
m+7 |
m+6 |
m+5 |
m+4 |
m+3 |
m+2 |
m+1 |
m+0 |
| Base(31...24) |
Attributes |
Segment Base(23...0) |
Segment Limite(15...0) |
存儲(chǔ)段
描述符
屬 性 |
Byte m+6 |
Byte m+5 |
| BIT7 |
BIT6 |
BIT5 |
BIT4 |
BIT3 |
BIT2 |
BIT1 |
BIT0 |
BIT7 |
BIT6 |
BIT5 |
BIT4 |
BIT3 |
BIT2 |
BIT1 |
BIT0 |
| G |
D |
0 |
AVL |
Limit(19...16) |
P |
DPL |
DT1 |
TYPE |
從上表可知，長32位的段基地址(段開始地址)被安排在描述符的兩個(gè)域中，其位0—位23 安排在描述符內(nèi)的第2—第4字節(jié)中，其位24—位31被安排在描述符內(nèi)的第7字節(jié)中。長20 位的段界限也被安排在描述符的兩個(gè)域中，其位0—位15被安排在描述符內(nèi)的第0—第1字節(jié)中，其位16—位19被安排在描述符內(nèi)的第6字節(jié)的低4位中。
使用兩個(gè)域存放段基地址和段界限的原因與80286有關(guān)。在80286保護(hù)方式下，段基地址只有24位長，而段界限只有16位長。80286存儲(chǔ)段描述符盡管也是8字節(jié)長，但實(shí)際只使用低 6字節(jié)，高2字節(jié)必須置為0。80386存儲(chǔ)段描述符這樣的安排，可使得80286的存儲(chǔ)段描述符的格式在80386下繼續(xù)有效。
80386描述符中的段屬性也被安排在兩個(gè)域中。下面對(duì)其定義及意義作說明。
(1)P位稱為存在(Present)位。P=1表示描述符對(duì)地址轉(zhuǎn)換是有效的，或者說該描述符所描述的段存在，即在內(nèi)存中；P=0表示描述符對(duì)地址轉(zhuǎn)換無效，即該段不存在。使用該描述符進(jìn)行內(nèi)存訪問時(shí)會(huì)引起異常。
(2)DPL表示描述符特權(quán)級(jí)(Descriptor Privilege level)，共2位。它規(guī)定了所描述段的特權(quán)級(jí)，用于特權(quán)檢查，以決定對(duì)該段能否訪問。
(3)DT位說明描述符的類型。對(duì)于存儲(chǔ)段描述符而言，DT=1，以區(qū)別與系統(tǒng)段描述符和門描述符(DT=0)。
(4)TYPE說明存儲(chǔ)段描述符所描述的存儲(chǔ)段的具體屬性。
其中的位0指示描述符是否被訪問過(Accessed)，用符號(hào)A標(biāo)記。A=0表示尚未被訪問，A=1 表示段已被訪問。當(dāng)把描述符的相應(yīng)選擇子裝入到段寄存器時(shí)，80386把該位置為1，表明描述符已被訪問。操作系統(tǒng)可測(cè)試訪問位，已確定描述符是否被訪問過。
其中的位3指示所描述的段是代碼段還是數(shù)據(jù)段，用符號(hào)E標(biāo)記。E=0表示段為數(shù)據(jù)段，相應(yīng)的描述符也就是數(shù)據(jù)段(包括堆棧段)描述符。數(shù)據(jù)段是不可執(zhí)行的，但總是可讀的。 E=1表示段是可執(zhí)行段，即代碼段，相應(yīng)的描述符就是代碼段描述符。代碼段總是不可寫的，若需要對(duì)代碼段進(jìn)行寫入操作，則必須使用別名技術(shù)，即用一個(gè)可寫的數(shù)據(jù)段描述符來描述該代碼段，然后對(duì)此數(shù)據(jù)段進(jìn)行寫入。
在數(shù)據(jù)段描述符中(E=0的情況)，TYPE中的位1指示所描述的數(shù)據(jù)段是否可寫，用W標(biāo)記。 W=0表示對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段不可寫。反之，W=1表示數(shù)據(jù)段是可寫的。注意，數(shù)據(jù)段總是可讀的。TYPE中的位2是ED位，指示所描述的數(shù)據(jù)段的擴(kuò)展方向。ED=0表示數(shù)據(jù)段向高端擴(kuò)展，也即段內(nèi)偏移必須小于等于段界限。ED=1表示數(shù)據(jù)段向低擴(kuò)展，段內(nèi)偏移必須大于段界限。
在代碼段描述符中(E=1的情況)，TYPE中的位1指示所描述的代碼段是否可讀，用符號(hào)R標(biāo)記。R=0表示對(duì)應(yīng)的代碼段不可讀，只能執(zhí)行。R=1表示對(duì)應(yīng)的代碼段可讀可執(zhí)行。注意代碼段總是不可寫的，若需要對(duì)代碼段進(jìn)行寫入操作，則必須使用別名技術(shù)。在代碼段中，TYPE中的位2指示所描述的代碼段是否是一致代碼段，用C標(biāo)記。C=0表示對(duì)應(yīng)的代碼段不是一致代碼段(普通代碼段)，C=1表示對(duì)應(yīng)的代碼段是一致代碼段。關(guān)于一致代碼段的說明，后面的文章將會(huì)詳細(xì)介紹。
存儲(chǔ)段描述符中的TYPE字段所說明的屬性可歸納為下表：
數(shù)據(jù)段
類 型 |
類型值 |
說 明 |
| 0 |
只讀 |
| 1 |
只讀、已訪問 |
| 2 |
讀/寫 |
| 3 |
讀/寫、已訪問 |
| 4 |
只讀、向下擴(kuò)展 |
| 5 |
只讀、向下擴(kuò)展、已訪問 |
| 6 |
讀/寫、向下擴(kuò)展 |
| 7 |
讀/寫、向下擴(kuò)展、已訪問 |
|
|
代碼段
類 型 |
類型值 |
說 明 |
| 8 |
只執(zhí)行 |
| 9 |
只執(zhí)行、已訪問 |
| A |
執(zhí)行/讀 |
| B |
執(zhí)行/讀、已訪問 |
| C |
只執(zhí)行、一致碼段 |
| D |
只執(zhí)行、一致碼段、已訪問 |
| E |
執(zhí)行/讀、一致碼段 |
| F |
執(zhí)行/讀、一致碼段、已訪問 |
|
(5)G為就是段界限粒度(Granularity)位。G=0表示界限粒度為字節(jié)；G=1表示界限粒度為4K 字節(jié)。注意，界限粒度只對(duì)段界限有效，對(duì)段基地址無效，段基地址總是以字節(jié)為單位。
(6)D位是一個(gè)很特殊的位，在描述可執(zhí)行段、向下擴(kuò)展數(shù)據(jù)段或由SS寄存器尋址的段(通常是堆棧段)的三種描述符中的意義各不相同。
在描述可執(zhí)行段的描述符中，D位決定了指令使用的地址及操作數(shù)所默認(rèn)的大小。D=1表示默認(rèn)情況下指令使用32位地址及32位或8位操作數(shù)，這樣的代碼段也稱為32位代碼段；D=0 表示默認(rèn)情況下，使用16位地址及16位或8位操作數(shù)，這樣的代碼段也稱為16位代碼段，它與80286兼容。可以使用地址大小前綴和操作數(shù)大小前綴分別改變默認(rèn)的地址或操作數(shù)的大小。
在向下擴(kuò)展數(shù)據(jù)段的描述符中，D位決定段的上部邊界。D=1表示段的上部界限為4G；D=0表示段的上部界限為64K，這是為了與80286兼容。
在描述由SS寄存器尋址的段描述符中，D位決定隱式的堆棧訪問指令(如PUSH和POP指令)使用何種堆棧指針寄存器。D=1表示使用32位堆棧指針寄存器ESP；D=0表示使用16位堆棧指針寄存器SP，這與80286兼容。
(7)AVL位是軟件可利用位。80386對(duì)該位的使用未左規(guī)定，Intel公司也保證今后開發(fā)生產(chǎn)的處理器只要與80386兼容，就不會(huì)對(duì)該位的使用做任何定義或規(guī)定。
此外，描述符內(nèi)第6字節(jié)中的位5必須置為0，可以理解成是為以后的處理器保留的。
2.存儲(chǔ)段描述符的結(jié)構(gòu)類型表示
根據(jù)存儲(chǔ)段描述符的結(jié)構(gòu)，可定義如下的匯編語言描述符結(jié)構(gòu)類型：
DESC STRUC
LIMITL DW 0
BASEL DW 0
BASEM DB 0
ATTRIB DB 0
LIMITH DB 0
BASEH DB 0
DESC ENDS
利用結(jié)構(gòu)類型DESC能方便地在程序中說明存儲(chǔ)段描述符。例如：下面的描述符DATAS描述一個(gè)可讀寫的有效(存在的)數(shù)據(jù)段，基地址是100000H，以字節(jié)為單位的界限是0FFFFH，描述符特權(quán)級(jí)DPL=3。
DATAS DESC <0FFFFH,,10H,0F2H,,>
再如：下述描述符CODEA描述一個(gè)只可執(zhí)行的有效的32位代碼段，基地址是12345678H，以 4K字節(jié)位單位的段界限值是10H(以字節(jié)位單位的界限是10FFFH)，描述符特權(quán)級(jí)DPL=0。
CODEA DESC <10H,5678H,34H,98H,0C0H,12H>
<三>全局和局部描述符表
一個(gè)任務(wù)會(huì)涉及多個(gè)段，每個(gè)任務(wù)需要一個(gè)描述符來描述，為了便于組織管理，80386把描述符組織成線性表。由描述符組成的線性表稱為描述符表。在80386中有三種類型的描述符表：全局描述符表GDT(Global Descriptor Table)、局部描述符表LDT(Local Descriptor Table)和中斷描述符表IDT(Interrupt Descriptor Table)。在整個(gè)系統(tǒng)中，全局描述符表GDT和中斷描述符表IDT只有一張，局部描述符表可以有若干張，每個(gè)任務(wù)可以有一張。
例如，下列描述符表有6個(gè)描述符構(gòu)成：
DESCTAB LABEL BYTE
DESC1 DESC <1234H,5678H,34H,92H,,>
DESC1 DESC <1234H,5678H,34H,93H,,>
DESC1 DESC <5678H,1234H,56H,98H,,>
DESC1 DESC <5678H,1234H,56H,99H,,>
DESC1 DESC <0FFFFH,,10H,16H,,>
DESC1 DESC <0FFFFH,,10H,90H,,>
每個(gè)描述符表本身形成一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)段。這樣的特殊數(shù)據(jù)段最多可包含有8K(8192)個(gè)描述符.
關(guān)于中斷描述符表IDT在以后的文章中介紹。
每個(gè)任務(wù)的局部描述符表LDT含有該任務(wù)自己的代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段的描述符，也包含該任務(wù)所使用的一些門描述符，如任務(wù)門和調(diào)用門描述符等。隨著任務(wù)的切換，系統(tǒng)當(dāng)前的局部描述符表LDT也隨之切換。
全局描述符表GDT含有每一個(gè)任務(wù)都可能或可以訪問的段的描述符，通常包含描述操作系統(tǒng)所使用的代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段的描述符，也包含多種特殊數(shù)據(jù)段描述符，如各個(gè)用于描述任務(wù)LDT的特殊數(shù)據(jù)段等。在任務(wù)切換時(shí)，并不切換GDT。
通過LDT可以使各個(gè)任務(wù)私有的各個(gè)段與其它任務(wù)相隔離，從而達(dá)到受保護(hù)的目的。通過GDT可以使各任務(wù)都需要使用的段能夠被共享。下圖給出了任務(wù)A和任務(wù)B所涉及的有關(guān)段既隔離受保護(hù)，又合用共享的情況。通過任務(wù)A的局部描述符表LDTA和任務(wù)B的局部描述符表LDTB，把任務(wù)A所私有的代碼段CodeA及數(shù)據(jù)段DataA與任務(wù)B所私有的代碼段CodeB和數(shù)據(jù)段DataB及DataB2隔離，但任務(wù)A和任務(wù)B通過全局描述符表GDT共享代碼段CodeK及CodeOS和數(shù)據(jù)段DataK及DataOS。
一個(gè)任務(wù)可使用的整個(gè)虛擬地址空間分為相等的兩半，一半空間的描述符在全局描述符表中，另一半空間的描述符在局部描述符表中。由于全局和局部描述符表都可以包含多達(dá)8192個(gè)描述符，而每個(gè)描述符所描述的段的最大值可達(dá)4G字節(jié)，因此最大的虛擬地址空間可為：
4GB*8192*2=64MMB=64TB
<四>段選擇子
在實(shí)模式下，邏輯地址空間中存儲(chǔ)單元的地址由段值和段內(nèi)偏移兩部分組成。在保護(hù)方式下，虛擬地址空間(相當(dāng)于邏輯地址空間)中存儲(chǔ)單元的地址由段選擇子和段內(nèi)偏移兩部分組成。與實(shí)模式相比，段選擇子代替了段值。
段選擇子長16位，其格式如下表所示。從表中可見，段選擇子的高13位是描述符索引(Index)。所謂描述符索引是指描述符在描述符表中的序號(hào)。段選擇子的第2位是引用描述符表指示位，標(biāo)記為TI(Table Indicator)，TI=0指示從全局描述符表GDT中讀取描述符；TI=1指示從局部描述符表LDT中讀取描述符。
選擇子
結(jié) 構(gòu) |
BIT15 |
BIT14 |
BIT13 |
BIT12 |
BIT11 |
BIT10 |
BIT9 |
BIT8 |
BIT7 |
BIT6 |
BIT5 |
BIT4 |
BIT3 |
BIT2 |
BIT1 |
BIT0 |
| 描述符索引 |
TI |
RPL |
選擇子確定描述符，描述符確定段基地址，段基地址與偏移之和就是線性地址。所以，虛擬地址空間中的由選擇子和偏移兩部分構(gòu)成的二維虛擬地址，就是這樣確定了線性地址空間中的一維線性地址。
選擇子的最低兩位是請(qǐng)求特權(quán)級(jí)RPL(Requested Privilege Level)，用于特權(quán)檢查。 RPL字段的用法如下：
每當(dāng)程序試圖訪問一個(gè)段時(shí)，要把當(dāng)前特權(quán)級(jí)與所訪問段的特權(quán)級(jí)進(jìn)行比較，以確定是否允許程序?qū)υ摱蔚脑L問。使用選擇子的RPL字段，將改變特權(quán)級(jí)的測(cè)試規(guī)則。在這種情況下，與所訪問段的特權(quán)級(jí)比較的特權(quán)級(jí)不是CPL，而是CPU與RPL中更外層的特權(quán)級(jí)。 CPL存放在CS寄存器的RPL字段內(nèi)，每當(dāng)一個(gè)代碼段選擇子裝入CS寄存器中時(shí)，處理器自動(dòng)地把CPL存放到CS的RPL字段。
由于選擇子中的描述符索引字段用13位表示，所以可區(qū)分8192個(gè)描述符。這也就是描述符表最多包含8192個(gè)描述符的原因。由于每個(gè)描述符長8字節(jié)，根據(jù)上表所示選擇子的格式，屏蔽選擇子低3位后所得的值就是選擇子所指定的描述符在描述符表中的偏移，這可認(rèn)為是安排選擇子高13位作為描述符索引的原因。
有一個(gè)特殊的選擇子稱為空(Null)選擇子，它的Index=0，TI=0，而RPL字段可以為任意值。空選擇子有特定的用途，當(dāng)用空選擇子進(jìn)行存儲(chǔ)訪問時(shí)會(huì)引起異常?？者x擇子是特別定義的，它不對(duì)應(yīng)于全局描述符表GDT中的第0個(gè)描述符，因此處理器中的第0個(gè)描述符總不被處理器訪問，一般把它置成全0。但當(dāng)TI=1時(shí)，Index為0的選擇子不是空選擇子，它指定了當(dāng)前任務(wù)局部描述符表LDT中的第0個(gè)描述符。
<五>段描述符高速緩沖寄存器
在實(shí)模式下，段寄存器含有段值，為訪問存儲(chǔ)器形成物理地址時(shí)，處理器引用相應(yīng)的某個(gè)段寄存器并將其值乘以16，形成20位的段基地址。在保護(hù)模式下，段寄存器含有段選擇子，如上所述，為了訪問存儲(chǔ)器形成線性地址時(shí)，處理器要使用選擇子所指定的描述符中的基地址等信息。為了避免在每次存儲(chǔ)器訪問時(shí)，都要訪問描述符表而獲得對(duì)應(yīng)的段描述符，從80286開始每個(gè)段寄存器都配有一個(gè)高速緩沖寄存器，稱之為段描述符高速緩沖寄存器或描述符投影寄存器，對(duì)程序員而言它是不可見的。每當(dāng)把一個(gè)選擇子裝入到某個(gè)段寄存器時(shí)，處理器自動(dòng)從描述符表中取出相應(yīng)的描述符，把描述符中的信息保存到對(duì)應(yīng)的高速緩沖寄存器中。此后對(duì)該段訪問時(shí)，處理器都使用對(duì)應(yīng)高速緩沖寄存器中的描述符信息，而不用再從描述符表中取描述符。
各段描述符高速緩沖寄存器之內(nèi)容如下表所示。其中，32位段基地址直接取自描述符， 32位的段界限取自描述符中20位的段界限，并根據(jù)描述符屬性中的粒度位轉(zhuǎn)換成以字節(jié)為單位。其它十個(gè)特性根據(jù)描述符中的屬性而定，“Y”表示“是”，“N”表示“否” ，“R”表示必須可讀，“W”表示必須可寫，“P”表示必須存在，“D”表示根據(jù)描述符中屬性而定。
段描
述符
高速
緩沖
寄存
器的
內(nèi)容 |
段寄存器 |
段基地址 |
段界限 |
段屬性 |
| 存在性 |
特權(quán)級(jí) |
已存取 |
粒度 |
擴(kuò)展方向 |
可讀性 |
可寫性 |
可執(zhí)行 |
堆棧大小 |
一致特權(quán) |
| CS |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
D |
N |
Y |
- |
D |
| SS |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
R |
W |
N |
D |
- |
| DS |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
D |
D |
N |
- |
- |
| ES |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
D |
D |
N |
- |
- |
| FS |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
D |
D |
N |
- |
- |
| GS |
32位基地址 |
32位段界限 |
P |
D |
D |
D |
D |
D |
D |
N |
- |
- |
段描述符高速緩沖寄存器再處理器內(nèi)，所以可對(duì)其進(jìn)行快速訪問。絕大多數(shù)情況下，對(duì)存儲(chǔ)器的訪問是在對(duì)應(yīng)選擇子裝入到段寄存器之后進(jìn)行的，所以，使用段描述符高速緩沖寄存器可以得到很好的執(zhí)行性能。
段描述符高速緩沖寄存器之內(nèi)保存的描述符信息將一直保存到重新把選擇子裝載到段寄存器時(shí)再更新。程序員盡管不可見段描述符高速緩沖寄存器，但必須注意到它的存在和它的上述更新時(shí)機(jī)。例如，在改變了描述符表中的某個(gè)當(dāng)前段的描述符后，也要更新對(duì)應(yīng)的段描述符高速緩沖寄存器的內(nèi)容，即使段選擇子未作改變，這可通過重新裝載段寄存器實(shí)現(xiàn)。