使用80x86處理器進(jìn)行尋址時牽涉到三種不同的地址，其關(guān)系如下所示

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邏輯地址------------------->線性地址-------------------------->物理地址

???????????????? （分段）???????????????????????????? （分頁）

分段的保護(hù)機(jī)制：

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一個邏輯地址由兩部分組成：段標(biāo)識符和偏移量。其中偏移量是一個32位長的字段，段標(biāo)識符是一個16位長的字段，稱為段選擇符，含有一個13位的段描述符索引，一個1位的GDT和LDT指示位和一個兩位的請求者特權(quán)級。

請求者特權(quán)級（RPL）是用來指示當(dāng)前CPU的特權(quán)級。0代表最高優(yōu)先級，3代表最低優(yōu)先級，Linux只用0和3，分別稱之為內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)。

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為了快速方便的找到段選擇符，處理器提供了段寄存器，段寄存器的唯一目的是存放段選擇符，其中CS寄存器中包含一個兩位的字段，用來指明CPU的當(dāng)前優(yōu)先級（CPL）。

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段描述符是由8個字節(jié)來表示段的特性，它被保存在全局描述符表（GDT）和局部描述符表（LDT）中，由于段描述符的內(nèi)容較多，在此不一一介紹。關(guān)鍵的有一個兩位表示的描述符特權(quán)級（DPL），主要用于限制對這個段的存取，它表示可以訪問這個段的最小CPU優(yōu)先級。

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以上三段共提到3個特權(quán)級，分別是RPL、CPL和DPL。是不是有點(diǎn)暈了，不著急，下面說明三個的關(guān)系。

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DPL：描述符特權(quán)級（Descriptor Privilege Level）

存儲在描述符中的權(quán)限位，用于描述代碼的所屬的特權(quán)等級，也就是代碼本身真正的特權(quán)級。一個程序可以使用多個段(Data，Code，Stack)也可以只 用一個code段等。正常的情況下，當(dāng)程序的環(huán)境建立好后，段描述符都不需要改變——當(dāng)然DPL也不需要改變，因此每個段的DPL值是固定。

CPL：當(dāng)前特權(quán)級（Current Privilege Level）

是CS?register?里bit?0和bit?1?位組合所得的值.在某一時刻就只有這個值唯一的代表程序的CPL。在Linux系統(tǒng)中代表當(dāng)前處于內(nèi)核態(tài)還是用戶態(tài)。

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RPL：請求特權(quán)級RPL(Request Privilege Level)

RPL保存在選擇子的最低兩位。 RPL 說明的是進(jìn)程對段訪問的請求權(quán)限，意思是當(dāng)前進(jìn)程想要的請求權(quán)限。 RPL 的 值 由程序員自己來自由的設(shè)置，并不一定RPL>=CPL，但是當(dāng)RPL<CPL時，實際起作用的就是CPL了，因為訪問時的特權(quán)檢查是判 斷：EPL=max(RPL,CPL)<=DPL 是否成立，所以RPL可以看成是每次訪問時的附加限制，RPL=0時附加限制最小，RPL=3時附 加限制最大。所以你不要想通過來隨便設(shè)置一個rpl來訪問一個比cpl更內(nèi)層的段。

因為你不可能得到比自己更高的權(quán)限，你申請的權(quán)限一定要比你實際權(quán)限低才能通過CPU的審查，才能對你放行。所以實際上RPL的作用是程序員可以把自己的程序降級運(yùn)行——有些時候為了更好的安全性,程序可以在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)把自身降低權(quán)限（RPL設(shè)成更大的值）。

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段機(jī)制中使用特權(quán)級實現(xiàn)自己的保護(hù)機(jī)制

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分頁的保護(hù)機(jī)制：

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分頁機(jī)制中將32位的線性地址分成3個域

目錄項 （高10位）

頁表項（中10位）

偏移量（低12位）

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頁目錄項和頁表項具有相同的結(jié)構(gòu)其中與權(quán)限有關(guān)的有：

Read/Write標(biāo)志

讀寫特權(quán)，如果為0，表示相應(yīng)頁表或者頁是只讀的，如果為1，則表示可讀寫。

User/Supervisor標(biāo)志

和頁表相關(guān)的特權(quán)級只用兩個，如果該標(biāo)志為0，處于內(nèi)核態(tài)時才能尋址，如果標(biāo)志為1，總能對頁尋址。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux kernel 学习笔记（1） --分段分页保护机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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