Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)
Изучите, как сегментация в x86 работает совместно со страничной организацией памяти: селекторы сегментов, дескрипторы, GDT и плоские модели памяти, подготавливающие переход в защищённый режим.
«Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)» — бесплатный урок Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming на CoddyKit. Это урок 4 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming содержит 4 уроков всего.
Части этого урока еще не переведены и отображаются на английском.
What Is Segmentation?
Segmentation divides memory into variable-sized regions called segments, each with a base address, limit, and access rights. It predates paging and is the first translation step in x86 address generation.
Real Mode Segments
In 16-bit real mode, a physical address is computed as segment * 16 + offset. This gave access to 1 MB using 16-bit registers but offered no protection at all.
Protected Mode Selectors
In protected mode a segment register no longer holds a base directly. It holds a selector — an index into a descriptor table plus a privilege level and table indicator bit.
The Segment Descriptor
Each descriptor is 8 bytes and encodes:
- Base (32-bit start address)
- Limit (size of the segment)
- Type (code, data, system)
- DPL (descriptor privilege level 0-3)
- Flags (granularity, default size)
The Global Descriptor Table
The GDT is an array of these descriptors in memory. The CPU finds it through the GDTR register, which holds the table base and limit. Entry 0 is always the null descriptor.
Loading the GDT
You point the CPU at your GDT with the lgdt instruction, which reads a 6-byte pseudo-descriptor (limit + base).
gdt_descriptor:
dw gdt_end - gdt_start - 1 ; limit
dd gdt_start ; base
lgdt [gdt_descriptor] ; load GDTRDefining a Flat Code Segment
Modern OSes use a flat model: base 0 and a 4 GB limit, so segmentation becomes a no-op and paging does the real work. Here is a typical code descriptor.
gdt_code:
dw 0xFFFF ; limit low
dw 0x0000 ; base low
db 0x00 ; base mid
db 10011010b ; present, ring 0, code, readable
db 11001111b ; granularity 4K, 32-bit, limit high
db 0x00 ; base highActivating Protected Mode
You enter protected mode by setting bit 0 (PE) of control register CR0, then performing a far jump to flush the prefetch queue and load CS with a protected-mode selector.
mov eax, cr0
or eax, 1 ; set PE bit
mov cr0, eax
jmp 0x08:pmode ; far jump, 0x08 = code selectorSelectors in Practice
A selector like 0x08 breaks down as: index 1 (byte offset 8 / 8), table indicator 0 (GDT), requested privilege level 0. After the jump, data segment registers are loaded with the data selector (often 0x10).
Segmentation vs Paging Today
In long (64-bit) mode segmentation is largely disabled: base and limit are ignored for most segments. Protection and translation are handled by paging. Segmentation survives mainly for FS/GS base pointers used for thread-local storage.
Why It Still Matters
Even though the flat model neutralizes segmentation, every protected-mode and long-mode OS must set up a valid GDT to boot. Understanding selectors and descriptors is essential for kernel bring-up and exception handling.
Quick Check
Test your segmentation knowledge.
Recap
You learned x86 segmentation:
- A selector indexes a descriptor in the GDT
- Descriptors hold base, limit, type, and privilege level
lgdtloads the table; setting CR0.PE plus a far jump enters protected mode- The flat model neutralizes segmentation so paging does the work
Часто задаваемые вопросы
Урок «Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)» бесплатный?
Да — полный текст урока «Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming, подпишись на CoddyKit PRO. Курс Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming содержит 4 уроков всего.
Чему я научусь в уроке «Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)»?
Изучите, как сегментация в x86 работает совместно со страничной организацией памяти: селекторы сегментов, дескрипторы, GDT и плоские модели памяти, подготавливающие переход в защищённый режим. Ты практикуешь Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.
Нужен ли мне опыт, чтобы начать Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming?
Предыдущий опыт не требуется. Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 4 из 4.
Сколько времени занимает урок «Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)»?
Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.
Можно ли писать и запускать код в этом уроке Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming?
Да. Каждый урок Assembly Language & x86 Low-Level Systems Programming включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.
Все уроки этого курса
- Страничная организация и блок управления памятью (MMU)
- Кольца защиты и привилегии
- Гипервизоры и основы виртуализации
- Сегментация и глобальная таблица дескрипторов (GDT)