对linux内核中GDT和LDT的理解

GDT(Global Descriptor Table)

　　在实模式下当我们需要对一个内存地址进行访问的时候，使用的是 【段基地址:偏移地址】，这样计算出来的地址就是内存的实际地址。但是到了保护模式，内存管理分为段式，和段页式，也就是段模式必不可少。我们先不考虑页模式。
　　对段模式来说，访问一个内存仍然用的【段基地址：偏移地址】。IA32允许将一个段的基地址设置为32bit所能表示的任何值，limit(段大小)则可以设置成以2^12为倍数的任何值。（实模式下段基地址只能是16的倍数，因为A20地址线的问题，其低四位是通过左移运算得到的，只能是０,从而达到16bit的段寄存器能表示20bit基地址的目的，limit只能是固定的64kb）。所以，在保护模式下，对一个段的描述包括以下三个方面：【Base Address,Limit,Access】，他们加在一起被放在一个64bit长的数据结构中，被成为段描述符。
　　在这种情况下，如果我们直接通过一个64bit段描述符来引用一个段的时候，就必须使用一个64bit长的段寄存器装入这个段描述符。但是intel为了向后兼容，将段基址寄存器仍然规定为16bit（尽管每个段寄存器事实上都有一个64bit长的不可见的部分，但是对于程序员来说，段寄存器就是16bit）,那么。很明显，我们无法使用16bit长度的段寄存器来引用64bit的段描述符。
　　怎么办呢？解决的办法是把这些长度为64bit的段描述符放入一个数组中，而将段寄存器中的值作为下标索引来间接引用（事实上就是将段寄存器中的高13bit的内容作为索引）。这个全局数据就是GDT。事实上GDT中存放的不仅仅是段描述符，还有其他描述符，他们都是64bit长。随后讨论。

GDT可以放在内存的任何位置，当程序员使用一个段寄存器来引用一个段描述符时，CPU必须知道GDT的入口，也就是基地址放在哪里，Intel的设计者提供了一个寄存器GDTR用来存放GDT的入口地址，程序员将GDT设定在内存的某个位置之后，可以通过LGDT指令将GDT的入口地址装入此寄存器，此后，CPU就能根据此寄存器中的内容作为GDT的入口来访问GDT了。

当我们要访问某个段中的一个地址时候：
１．从GDTR中拿到GDT在内存中的基地址，得到段描述符表
２．从段选择子中的前13位得到我们要访问的段的描述符在段描述符表中的索引（需要考虑TI和RPL）
３．从段描述符表中得到要访问的段的描述符，得到其基地址
４．基地址加上偏移地址就是我们要访问的内存地址（当然这里是虚拟地址，接下来是分页机制的功能将虚地址转换为物理地址，不做讨论。）

我们来看一个例子吧：
给出逻辑地址：33h:12345678h转换为线性地址
１．段选择子SEL=33h=0000000000100 0 01b
前13bit是4,则在GDT中选择第四个描述符；TI=0代表是在GDT中选择，
后边的特权级RPL＝１，假设第四个段描述符的基地址为11111111h
２.OFFSET=12345678h,则线性地址为：base+offset=11111111h+12345678h=123456789h

LDT（Local Descriptor Table）

局部描述符表可以后若干张，每个任务可以有一张，我们可以这样理解GDT和LDT:GDT为一级描述符表，LDT为二级描述符表。
直接看图吧：

我们还是来看一个例子吧：
给出逻辑地址：37h:12345678h转换为线性地址
1.段选择子：37h=0000000000100 1 01b,最低第三bit是1,在LDT中选择
2.首先，从GDTR中得到GDT表
3.从以LDTR寄存器为GDT的段选择子，用LDTR的前13bit得到LDT在GDT中的索引，得到LDT的基址(假设为4)
4.使用段选择子37h的前13bit在LDT表中得到LDT描述符（假设是３）,从而得到LDT段描述符的基址（假设为11111111h）
5:基地址加上偏移地址12345678得到线性地址:23456789h