x86 - x86数据段在真实操作系统和进程中是如何使用的？

Question

我一直在实模式下编写 x86 asm 程序(引导加载程序)，我知道如何使用段、寄存器和类似的东西。

我从像 OllyDbg 之类的调试器和类似的调试器中看到，DS 寄存器、SS 等显然被使用了……但是正常的“类 Windows”进程如何使用它们？我知道部分使用了分段(只是为了将 ring0 与 ring3 分开)并且它们的条目在 GDT 中，我知道涉及分页并且这会使地址与 PDE 和 PTE 完全混淆，但我不能完全“链接” "一切都放在一起，了解数据堆栈额外段的含义。每个进程是否有不同的 DS/SS/ES？

Answer 1

来自 INTEL 80386 程序员引用手册 1986:

Figure 5-1.  Address Translation Overview

             15           0      31                           0
    LOGICAL ╔═══════════════╗   ╔══════════════════════════════╗
    ADDRESS ║    SELECTOR   ║   ║            OFFSET            ║
            ╚═══════════╤═══╝   ╚═══╤══════════════════════════╝
                        v           v
                     ╔══════════════════════════════╗
                     ║     SEGMENT TRANSLATION      ║
                     ╚══════════════╤═══════════════╝
                                 ╔══╧═╗       PAGING ENABLED
                                 ║PG ?╟────────────────────┐
                                 ╚══╤═╝                    │
                   31        PAGING v DISABLED       0     │
          LINEAR  ╔═══════════╦═══════════╦═══════════╗    │
          ADDRESS ║    DIR    ║   PAGE    ║  OFFSET   ║    │
                  ╚═══════════╩═════╤═════╩═══════════╝    │
                                    v                      │
                     ╔══════════════════════════════╗      │
                     ║       PAGE TRANSLATION       ║      │
                     ╚══════════════╤═══════════════╝      │
                                    │<─────────────────────┘
                      31            v              0
            PHYSICAL ╔══════════════════════════════╗
            ADDRESS  ║                              ║
                     ╚══════════════════════════════╝


Figure 5-2.  Segment Translation

           15              0    31                                   0
  LOGICAL ╔════════════════╗   ╔═════════════════════════════════════╗
  ADDRESS ║    SELECTOR    ║   ║                OFFSET               ║
          ╚═══╤═════════╤══╝   ╚═══════════════════╤═════════════════╝
       ┌──────┘         v                          │
       │ DESCRIPTOR TABLE                          │
       │  ╔════════════╗                           │
       │  ║            ║                           │
       │  ║            ║                           │
       │  ║            ║                           │
       │  ║            ║                           │
       │  ╠════════════╣                           │
       │  ║  SEGMENT   ║ BASE          ╔═══╗       │
       └─>║ DESCRIPTOR ╟──────────────>║ + ║<──────┘
          ╠════════════╣ ADDRESS       ╚═╤═╝
          ║            ║                 │
          ╚════════════╝                 │
                                         v
              LINEAR  ╔════════════╦═══════════╦══════════════╗
              ADDRESS ║    DIR     ║   PAGE    ║    OFFSET    ║
                      ╚════════════╩═══════════╩══════════════╝

在 Windows 中，大多数时候在大多数进程中 DS=ES=SS，并且 CS 和 DS 的值在所有进程之间共享。进程可能会更改它们的段寄存器，但很少需要，因此大多数时候您会看到相同的一组 CS 和 DS/ES/SS 值。内核使用自己的 CS 和 DS。