x86 从实模式 CPL（当前权限级别）切换到保护模式答案

【问题标题】：x86 Switching to protected mode from real mode CPL (Current Privilege Level)x86 从实模式 CPL（当前权限级别）切换到保护模式
【发布时间】：2016-01-18 16:45:00
【问题描述】：

在 x86 中，在我们设置 PE 位 CR0 后，我们会执行一次远 JMP 以确保更改 CS/EIP。当我查看 x86 程序员手册中的逻辑流程时，对应于这条 far JMP 指令（保护模式），我看到如下内容：

Set RPL field of CS register to CPL;

我要确保特权级别为0。假设描述符中的DPL也是0，远JMP中的选择器中的RPL也是0。描述符中的C位为0，所以它是nonconforming-code-segment案子。手册说 CPL 是 CS 中的最后两位。这意味着，在远 JMP 之前，CS 应该包含一个最后两位为 00 的值。所以，当我最初处于实模式时，我是否应该确保 CS 在我之前具有符合此条件的某个值执行远 JMP？如果换个说法，当我们从实模式切换到保护模式时，CPL 是什么？

【问题讨论】：

好问题，顺便说一句。当我开始使用这些东西时，我想知道几个月来完全一样。
谢谢，cad。不过，我的头在旋转，您的回复中嵌入了如此多的嵌套信息。我想我可能需要几个月的时间才能吸收他们。但在那之前我需要了解很多，因为我很快就会登上老师的讲台。

标签： x86 privileges protected-mode setjmp real-mode

【解决方案1】：

[...] 当我们从实模式切换到保护模式时，CPL 是什么？

当实模式处于活动状态时，CPL 设置为适合实模式“需要”的某个值（我猜它为零）。当跳转到保护模式时，它被分配了段选择器的最低有效两位的值。

[...] 我应该确保 CS 有一些符合这个的值吗执行远 JMP 之前的条件？

不，这无关紧要。从技术上讲，CPU 对来自段寄存器的值不感兴趣，而是它们的影子寄存器 "segment descriptor caches." 这些影子寄存器包含 RPL、DPL、CPL、基地址以及段描述符中的其他内容。实模式中不需要的值（如 RPL）设置为适合实模式的值。当从实模式切换到保护模式时，实模式中不需要的值变为必需值，并使用从 GDT 获得的值进行初始化。当切换回实模式时，保护模式中相关的值再次变得无关紧要，从而获得特定的值¹。

毕竟，CPU 直接从段描述符缓存中读取，而不是从段寄存器中读取。

有关此主题的更多信息，请阅读this 以及其中链接的论文。

¹ 实际上，这并不完全正确。阅读Unreal Mode。

【讨论】：