x86 - 初始加载后如何更新 GDT 条目？

Question

使用 lgdt 初始化 GDT 并将其加载到 GDTR 后，稍后如何更新 GDT？
如果我使用 sgdt 命令获取基地址，然后更新或添加条目，然后使用 lgdt 再次重新加载，我是否正确？还有其他方法吗？
或者我是否遗漏了一些东西，并且 GDT 永远不会“意味着”在初始化和加载后进行更新？

Answer 1

我知道这个问题已经很老了，但是我想强调一些评论中没有提到的事情，那就是 CPU 缓存的内容和不缓存的内容。

1. 一些术语:
   • GDT 的条目称为描述符，对于这个答案，我们只对段描述符感兴趣
   • 段寄存器(cs、ds、es、fs、gs 、ss、ldtr、tr)被分配指定段描述符的段选择器。段选择器始终为 16 位，由以下部分组成:
     1. 13位:描述符条目索引
     2. 1 位:0 表示 GDT，1 表示 LDT
     3. 2 位:请求的权限级别 (RPL)
2. CPU 不会缓存 GDT，将值加载到 gdtr 只不过是加载一个值到 gdtr(由 GDT 的基地址及其大小组成) )
3. 当每个段寄存器使用新的段选择器加载该段时，CPU 会缓存每个段寄存器使用的 GDT 描述符:
   • 每个段寄存器都有两部分:
     • “可见部分”，包含段选择器
     • “隐藏部分”包含段描述符的缓存副本
   • 当您执行 mov es, ax 时，ax 的值为 0x0010，例如:
     1. “可见部分”的值为 0x0010
     2. “隐藏部分”接收存储在 GDT 第 3 个条目中的信息的副本(因为 0x0010 表示第 3 个条目)
   • 使用段寄存器时，只有“隐藏部分”规定了其特征(基址、限制、访问信息)。
     • 用于加载段寄存器的 GDT 段描述符可能会被修改或根本不存在
     • gdtr 可能指向不同的位置，甚至是无效的位置，并且可能具有任意大小，同样，即使是无效的位置 - CPU 也不关心。
   • “可见部分”除了保存用于加载段寄存器的段选择器之外绝对不执行任何操作，然后可以通过 mov ax, es 检索该值。 (ax 变为 0x0010，即使认为 GDT 段描述符可能包含任何内容，甚至可能目前不存在)
   • 因此，为了将新的段描述符加载到段寄存器，您需要加载另一个(甚至相同的)选择器，这将更新重新加载“隐藏部分” - 缓存
4. 话虽这么说，有很多原因需要保持 GDT 中已使用的条目固定，一个简单的原因是，当从内核模式移动到用户模式(反之亦然)时，您会更改段；因此，这些描述符必须存在于 GDT 中。 (CPU 还会在其他情况下自动加载新段，例如远调用、中断、任务门、调用门等)。简而言之，仅当您的操作系统不再使用描述符时才删除它。搞砸一些事情也更难
5. 最后，为了回答您的问题，如果您想添加段描述符(或任何其他描述符)，请将其添加到当前的 GDT 中，只需将适当的值放入空闲描述符条目中，然后加载新的选择器到段(如果此时需要，您可以更改 GDT 的大小)。如果你想更新一个段描述符，你可以在 GDT 中更新它，然后重新加载所有使用它的段，如果你不这样做，段将只使用旧的缓存值.

来源:英特尔® 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册第 3 卷:系统编程指南第 3 章:保护模式内存管理

我建议您也看看 wiki.osdev.org，特别是:

• https://wiki.osdev.org/GDT
• https://wiki.osdev.org/GDT_Tutorial
• https://wiki.osdev.org/Descriptors
• https://wiki.osdev.org/Descriptor_Cache

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