Assembly 自定义操作系统中的一般保护

我计划为英特尔64位体系结构编写自己的操作系统，我需要实现通用保护机制。我将不使用虚拟内存或分页，而是使用物理寻址。我还不知道如何具体实施，但我有一个大致的想法，它是这样的：

    __asm('set DS register to the address and length of segment 1');
    for (i=0;i<size_of_segment1;i++) {
        segment1_data[i]= some_processing();
    }
    __asm('set DS register to the address and length of segment 2');
    for (i=0;i<size_of_segment2;i++) {
        segment2_data[i]= some_processing();
    }

启动时，内核将被加载，让我们假设它将启动第一个名为“filemanager”的userland进程，该进程将根据从另一个进程接收到的信号将一些数据保存到磁盘

filemanager将有一个代码段、一个堆栈段和一个数据段

在正常操作期间，内核将启动另一个进程，该进程将从可用的物理内存堆中获取内存，管理内核负责的内存

让我们假设，“filemanager”进程需要更多的ram，因为它的数据段已满。它向内核发送一个系统调用以请求另一个数据段。内核将请求的内存块提供给它，该内存块物理上位于不同的位置，并且与第一个段不连续

现在的问题是，应用程序（'filemanager'）将如何处理2个段？因为据我所知，Intel实施的通用保护机制只能检查存储在“DS”中的当前段的限制。但是对于filemanager，我们现在有两个段。我是否必须在应用程序内部手动从一个段切换到另一个段？编写这样的应用程序会很痛苦 因为你必须写这样的东西：

    __asm('set DS register to the address and length of segment 1');
    for (i=0;i<size_of_segment1;i++) {
        segment1_data[i]= some_processing();
    }
    __asm('set DS register to the address and length of segment 2');
    for (i=0;i<size_of_segment2;i++) {
        segment2_data[i]= some_processing();
    }

\uu asm（'set DS register to address and length of segment 1'）；
对于（i=0；i从另一个角度来看，对于想要访问内存的C程序员来说，这会是什么样子？Kernel.AllocateMemory返回什么？它不能返回64位值，因为它不足以表示段和偏移量（实际上，x64机器现在访问的内存不足2^64字节，因此可以在一些未使用的位中存储段号，但我认为您不想这样做）

听起来你正在寻找的是一个“远指针”（来自过去的爆炸-参见示例）

如果您不想手动更改段，那么我看不出您如何逃避支持远指针的编译器修改。请注意，如果您只有两个段，那么您可以使用DS和ES来寻址数据，但即使这样，也需要不同的汇编代码，具体取决于您要使用的段。必须有人进行修改生成此代码的决定权，将由您或编译器决定。
如果您处于64位模式，则根本没有段寄存器：CS、DS…的内容将被忽略。地址是“平面”中的64位值地址空间。段寄存器用于16位和32位模式，尽管大多数32位操作系统将所有段设置为从地址0开始并跨越4 GB，因此它们可能会永远忘记它们。如果使用段寄存器（这样应用程序代码可能会使用多个“段”），那么在C级别，C编译器必须知道它们，并且“指针”将包括段和偏移量值。设置段寄存器很昂贵，因此如果可以不使用段，性能会更好。这就解释了为什么像Linux或Windows这样的32位操作系统不使用段，相应地，CPU供应商在64位模式下调整并省略了段支持

那么，真正的问题是：你想在应用程序之间提供内存保护吗？内存保护是指阻止一个进程读取或写入它不应该读取/写入的内存，即另一个进程或内核使用的内存。如果应用程序程序员从不编写带有bug的代码，你可以不使用内存保护的内存（嗯……这有多合理？）“：地址空间被拆分为固定大小的页（x86上每个页4 kB），操作系统在RAM中安装表，告诉MMU每个页的物理位置。分页、基于磁盘的虚拟内存…使用MMU。但也可以使用MMU“just”进行内存保护（您可以对其进行设置，使每个页面的虚拟地址与其物理地址相等，或者如果当前不允许访问该页面，则标记为“缺席”）

在某些非常特殊的情况下，根本不使用MMU可以提高性能（我知道有人这样做是为了筛选，这是一项面向加密的大型计算工作的一部分：筛选是在1GB阵列中几乎100%的随机内存访问；MMU意味着三次缓存未命中，而不是每次访问一次，因此不使用MMU会使整个过程加快三倍——但这确实是一个优势另一方面，MMU使应用程序开发人员的生活更加轻松，特别是因为它允许每个应用程序都有自己的规范化地址空间（例如，您可以提前编译和链接C代码）
实现保护内存的方法是通过虚拟内存。为什么不想使用这个？谢谢！我不熟悉“筛分”，是不是一些编程技术？我已经搜索过了，发现“筛子”是由代码播放发布的C++编译器。如果你有更多的信息，将非常感谢。再次感谢！“筛选”是一种在给定范围内查找平滑整数的方法的通用术语——平滑整数是指其素数因子均为“小”的整数。这是分解大整数和求解离散对数算法中的一大步。要点是：这是一种非常特殊的用法，具有不同寻常的内存访问模式，与MMU的交互非常糟糕。对于大多数任务，MMU“便宜”，而且