GeekOS操作系统：GDT、LDT与段选择子解析

"该资源主要讲述了GeekOS操作系统课程设计中的关键概念，包括全局描述符表GDT、段选择子、局部描述符表LDT以及CPU的访问控制机制，特别是与操作系统的进程管理和内存管理相关的知识。" 在GeekOS操作系统课程设计中，了解和掌握操作系统的基础组件至关重要。其中，全局描述符表（GDT）是x86架构中用于存储段描述符的数据结构，它定义了内存的组织方式和访问权限。GDT可以放在内存的任意位置，但CPU需要通过GDTR寄存器得知其基地址。程序员通过LGDT指令设置GDT的入口，使得CPU能据此访问GDT内的段描述符。 段选择子是访问GDT的关键，它是一个16位的标识符，包含三个部分：描述符索引(index)、TI标志和请求特权级(RPL)。描述符索引指定了在GDT或局部描述符表(LDT)中的相应段描述符位置。TI标志区分GDT（TI=0）和LDT（TI=1）。RPL用于表示当前进程的特权等级，从0到3，0为最高权限，通常用于内核代码，而3为最低权限，用于用户模式代码。 局部描述符表（LDT）则是每个任务或进程特有的，用于存储特定任务的段描述符，它可以视为GDT的一个扩展，允许更灵活的内存管理和权限控制。GDT作为一级描述符表，而LDT作为二级描述符表，共同构成了x86处理器的内存管理基础。 访问控制在x86处理器中通过Ring0至Ring3的四个特权级别实现。Ring0是最高权限级别，通常只有操作系统内核运行在此级别，具有完全的硬件访问权；Ring1和Ring2通常较少使用，而在Ring3，用户应用程序运行，具有受限的系统访问权限。这种环状保护模型确保了内核的安全性，防止用户程序误操作导致系统崩溃。 在GeekOS的项目1-4中，学生可能需要实现这些概念，例如创建和管理进程、分配内存、设置权限以及实现简单的文件系统。虽然资源中未提供具体代码，但理解这些基本概念对于完成项目至关重要，因为它们构成了操作系统核心功能的基石。学生需要深入理解GDT、LDT的工作原理，以及如何利用段选择子和特权级别来有效地控制和管理进程的内存空间。