Защищенный режим появляется впервые в указанном МП, который является более быстрым и содержит 32-разрядные регистры (кроме сегментного).
Выполняемая задача в системе занимает 1 или несколько сегментов, поэтому требуется больше информации о них, как об объектах системы. Если каждому из этих объектов присвоить определенные атрибуты, то часть контроля за доступом к этим объектам можно перенести на сам МП. Любой сегмент памяти в защищенном режиме имеет следующие атрибуты:
1) расположение сегментов в памяти;
2) размер сегмента;
3) уровень привилегии (тип права данного сегмента по отношению к другому сегменту);
4) тип доступа (определяет назначение сегмента).
В защищенном режиме МП поддерживает два типа защиты:
- по привилегиям;
- по доступу к памяти.
В этом режиме программа уже не может просто обратиться к любому физическому адресу памяти. Для обращения она должна иметь определенные полномочия и удовлетворять ряду требований. Ключевой объект защищенного режима – дескриптор сегмента. Этим дескриптором (8-байтным) описывается любая область памяти. Все дескрипторы собираются в три дескрипторные таблицы. Назначение дескриптора определяет номер таблицы. Адрес, по которому размещаются дескрипторные таблицы в памяти, может быть любым, и он хранится в специально предназначенном для этого сегментном регистре.
Микропроцессор состоит из трех частей:
1) операционное устройство;
2) устройство сопряжения с шиной;
3) устройство управления.
Структура МП Intel 8086представлена на рисунке 28.
Рис. 28
На рисунке 28 I обозначено операционное устройство, которое предполагает набор регистров:
SР – указатель стека;
ВР – регистр указателя базы стека;
DI, SI – индексные регистры приемника/источника соответственно;
RGi – регистры временного хранения;
RGF – регистр флагов;
РОН – регистры общего назначения предназначены для временного хранения;
SР, ВР, DI, SI – для хранения адресной информации и выполнения специальных функций;
АН, АL – выполняют функцию аккумулятора;
ВН, ВL – регистр указателя базы данных;
СН, СL – счетчик циклов;
DН, DL – хранение данных.
Устройство сопряжения с шиной обозначено II, а устройство управления – III.
Структура регистра признаков представлена на рисунке 29.
Рис. 29
Из 16 бит задействованы 9. Регистр признаков определяет состояние МП.
Нулевой бит – СF – флаг переноса;
Первый бит – 1 – фиксированный, не используется;
Второй бит – РF – флаг паритета (четности);
Третий бит – 0 – фиксированный, не используется;
Четвертый бит – АF – дополнительный перенос;
Пятый бит – 0 – фиксированный, не используется;
Шестой бит – ZF – флаг нуля;
Седьмой бит – SF – флаг знака;
Восьмой бит – ТF – флаг трассировки (флаг пошагового режима). При установке этого флага МП переходит в пошаговый режим (для отладки программы);
Девятый бит – IF – флаг разрешения прерывания;
Десятый бит – DF – флаг направления. Указывает направление обработки строк данных, определяет порядок обработки цепочек выполнения команд. Если DF=0, то идет обработка от меньших адресов к большим, если DF=1 – наоборот;
Одиннадцатый бит – ОF – флаг переполнения. Устанавливается при переполнении арифметико-логического устройства и т.д.
Старшие 4 бита – 1 – фиксированы, не используются.