欢迎来到本次关于CPU核心机制的深入探讨。今天,我们将聚焦于两个在x86保护模式下至关重要的概念:全局描述符表(Global Descriptor Table, GDT)和中断描述符表(Interrupt Descriptor Table, IDT)。理解它们,就是理解CPU如何在硬件层面管理内存、执行代码,以及响应各种事件和错误。这不仅仅是操作系统内核开发者的必备知识,也是任何希望深入理解计算机系统运作原理的程序员的基石。 CPU的困境与保护模式的崛起 想象一下,一个CPU就像一个永不停歇的指挥家,它需要执行指令,访问数据。在早期的PC架构中,也就是16位实模式下,这一切相对简单粗暴:所有程序共享1MB的内存空间,可以直接访问任何地址,没有保护,没有多任务,也没有虚拟内存的概念。这对于单任务、单用户系统来说尚可接受,但随着计算机技术的发展,多任务操作系统和更复杂的应用程序的出现,实模式的局限性暴露无遗。 核心问题在于: 内存管理与保护: 如何让多个程序在不相互干扰的情况下共享内存?如何防止一个恶意或错误的程序破坏操作系统或其它程序的内存? 特权级管理: 如何区分操作系统内核代码和用户 …
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