جدول الواصفات العامة

يُعدّ جدول الواصفات العامة ( GDT ) جزءًا أساسيًا من بنية x86 من إنتل ، حيث يُساعد في إدارة كيفية الوصول إلى الذاكرة وحمايتها. وقد طُرح هذا الجدول مع معالج إنتل 80286 ، ويلعب دورًا محوريًا في تحديد قطاعات الذاكرة وخصائصها: العنوان الأساسي، والحجم، وصلاحيات الوصول مثل إمكانية التنفيذ وإمكانية الكتابة. ^{[ 1 ]}

على الرغم من أن أنظمة 64 بت الحديثة نادراً ما تعتمد على التجزئة، إلا أن GDT لا يزال مكونًا مطلوبًا لبدء تشغيل المعالج وإدارة مهام معينة على مستوى النظام.

تساعد تقنية GDT في عزل الذاكرة بين برامج التطبيقات ونظام التشغيل .

في الوضع المحمي (وهو وضع معالج أكثر تقدماً يسمح بحماية الذاكرة )، يحدد GDT ما يلي:

• أجزاء التعليمات البرمجية: مناطق من الذاكرة تحتوي على تعليمات قابلة للتنفيذ.
• قطاعات البيانات: مناطق تُستخدم لتخزين بيانات البرنامج.
• أجزاء النظام، مثل جزء حالة المهمة (TSS)، الذي يُستخدم لدعم تعدد المهام. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يبلغ طول كل مدخل في جدول وصف القطاعات العامة 8 أو 16 بايت، ويحتوي على واصف قطاع يحدد خصائص قطاع واحد. يتضمن كل واصف حقوق الوصول، مما يضمن عدم قدرة البرامج على تعديل الذاكرة المحمية. ^{[ 1 ]}

لاستخدام مقطع، يشير البرنامج إليه باستخدام مُحدِّد المقطع - وهو قيمة خاصة تُخبر المعالج أي إدخال من جدول وصف البيانات العامة (GDT) يجب استخدامه. ثم يقوم المعالج بتحميل هذا المُحدِّد في سجل المقطع ، الذي يحتوي على بيانات وصفية مرئية ومخفية حول المقطع.

في وضع 64 بت، يتم تعطيل التجزئة في الغالب: تُعامل جميع قواعد القطاعات على أنها أصفار، ويتم تجاهل الحدود، مما يُنشئ مساحة عناوين مسطحة. ومع ذلك، لا يزال مطلوبًا استخدام جدول وصف القطاعات العام (GDT) لتعريف واصفات النظام مثل قطاع حالة المهمة (TSS). يبقى سجلا القطاعات FS وGS نشطين، وغالبًا ما تستخدمهما أنظمة التشغيل للتخزين المحلي للخيوط أو البيانات الخاصة بالعمليات (مثل كتلة بيئة الخيوط في ويندوز أو gs_base في لينكس ). ^{[ 1 ]}

تجدر الإشارة إلى أن نظام التشغيل ويندوز يفرض حماية صارمة: فمحاولات تعديل أو تغيير جدول بيانات النظام العام (GDT) في الإصدارات ذات 64 بت ستؤدي إلى تعطل النظام ( خطأ في التحقق ). ^{[ 3 ]}

بينما يُعرّف جدول الواصفات العام (GDT) قطاعات على مستوى النظام، يُمكن لجدول الواصفات المحلي ( LDT ) تعريف قطاعات خاصة بعملية واحدة. تاريخيًا، استخدمت أنظمة التشغيل جدول الواصفات المحلي (LDT) لفصل ذاكرة كل برنامج إلى مناطق خاصة، خاصةً قبل إدخال تقنية الترحيل مع معالج إنتل 80386.

اليوم، أصبحت جداول وصف القطاعات المحلية (LDTs) قديمة في معظمها، ولكنها قد تظهر أحيانًا للتوافق مع تطبيقات 16 بت أو تطبيقات 32 بت الأقدم (مثل برامج DOS أو OS/2 ). يُعرَّف جدول وصف القطاعات المحلية (LDT) من خلال مدخل في جدول وصف القطاعات العامة (GDT)، ويمكن أن يتضمن ما يصل إلى 8192 واصفًا للقطاعات. ^{[ 2 ]}

في أنظمة x86 المبكرة (مثل 80286 )، كان تجزئة الذاكرة باستخدام جدول تعريفات العمليات العامة (GDT) وجدول تعريفات العمليات المحلية (LDT) أمرًا بالغ الأهمية لتنفيذ تعدد المهام وعزل الذاكرة. كان لكل عملية جدول تعريفات عمليات محلية خاص بها، بينما كان جدول تعريفات العمليات العامة يحتوي على تعريفات عامة. وكان النظام قادرًا على التبديل تلقائيًا بين جدول تعريفات العمليات المحلية الحالي عند تغيير المهام، مما جعل العزل القائم على التجزئة فعالًا.

مع ذلك، ومع إدخال تقنية الترحيل في معالج 80386 ، بدأت أنظمة التشغيل باستخدام الذاكرة الافتراضية القائمة على الصفحات بدلاً من الذاكرة القائمة على القطاعات. تتيح تقنية الترحيل إدارة دقيقة للذاكرة على شكل أجزاء بحجم 4 كيلوبايت، مما يُسهّل مشاركة الذاكرة أو حمايتها.

ونتيجة لذلك، تستخدم أنظمة التشغيل الحديثة مثل ويندوز ولينكس وماك أو إس نموذج ذاكرة مسطح، حيث تمتد جميع أجزاء التعليمات والبيانات على كامل مساحة العناوين . ولا يزال جدول وصف البيانات العام (GDT) يشارك في تهيئة النظام، ومعالجة المقاطعات، وتحديد هياكل خاصة مثل مؤشر TSS وLDT. ^{[ 1 ]}

قد تستمر أوضاع التوافق أو الأوضاع القديمة (مثل تشغيل برامج DOS أو OS/2 ذات 16 بت) في استخدام التجزئة بشكل أكثر فعالية. في مثل هذه الحالات، يمكن استخدام تقنية تُعرف باسم تجانب جدول البيانات المحلي (LDT)، حيث يُملأ جدول البيانات المحلي بوصفات تُحدد كتل ذاكرة ثابتة الحجم (مثل 64 كيلوبايت لكل منها) لتوفير تغطية للتطبيقات القديمة.

• دليل مطوري برامج معمارية إنتل
• جدول الواصفات العالمية، مؤرشف بتاريخ 17 أكتوبر 2009 على موقع Wayback Machine في OSDev.org
• تمت أرشفة برنامج تعليمي حول GDT بتاريخ 14 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine على OSDev.org
• برنامج بران التعليمي لتطوير نواة النظام (GDT) مؤرشف بتاريخ 3 فبراير 2008 على موقع Wayback Machine
• تمت أرشفة وضع الحماية في BrokenThorn بتاريخ 23 أبريل 2018 على موقع Wayback Machine.