c - C 编译程序使用哪些段？

Question

我在 OSDev wiki 上读到，x86 架构的保护模式允许您为代码和数据创建单独的段，而您不能写入代码段。Windows（是的，这是平台）将新代码加载到代码段中，并在数据段上创建数据。但是，如果是这种情况，程序如何知道它必须将段切换到数据段？因为如果我理解正确，所有地址指令都指向您运行代码的段，除非您切换描述符。但我也读到，如此整理的平面内存模型允许您在一个段内运行代码和数据。但我仅在与汇编程序相关的情况下阅读此内容。那么，请问，Windows 上的 C 编译代码是什么情况？谢谢。

Answer 1

解释中segment有两种含义：

• 一个 8086 内存地址段
• 目标模块程序段段

第一个与加载到 80386+ 段寄存器中的内容有关；它包含物理内存起始地址、内存分配长度、允许的读/写/执行访问，以及它是否从低到高或反之亦然（加上一些更模糊的标志，如“引用时复制”）。

第二个含义是对象模块语言的一部分。基本上，有一个名为 的段code，一个名为 的段data（其中包含已初始化的数据），以及一个用于未初始化数据的段，名为bss（以 1960 年代汇编程序的伪指令命名，意为以符号开头的块）。当链接器组合目标模块时，它会将所有代码段排列在一起，将所有数据段排列在别处，并将 bss 排列在一起。当加载器映射内存地址时，它会查看总代码空间并分配至少该大小的 CPU 内存分配，并将段映射到代码（在虚拟内存情况下）或将代码读入分配的内存中——为此它必须临时将内存设置为数据可写。写保护是通过 CPU 的分页机制以及段寄存器来完成的。这是为了保护代码写入尝试，例如通过错误的数据地址。加载器也对两个数据段组进行类似的设置。（除此之外，还有设置堆栈段并分配它，以及映射共享图像。）

就 x86 执行指令而言，每个操作数都有一个关联的段寄存器。有时这些是明确的，有时它们是隐含的。代码通过CS, stack隐式访问，SS只要涉及ESPorEBP寄存器就隐含通过它，并且DS对于大多数其他操作数也是隐含的。 ES, FS, andGS必须在所有其他情况下指定为覆盖，除了一些字符串指令，如movsand cmps。在平面模型中，所有段寄存器都映射到相同的地址空间，尽管 CS 不允许写入。

因此，为了回答您的最后一个问题，CPU 一次设置了四个（或更多）段寄存器来访问进程的平面虚拟内存空间。检查每个操作数访问是否适合指令（例如不增加CS地址），并且还由分页保护单元检查是否允许。

Answer 2

您阅读的信息已过时。1993 年以后的 Windows 版本使用平坦的 32 位虚拟内存空间。CS 和 DS 段寄存器的值不再重要且无法更改。仍然存在代码与数据的概念，现在由内存页面属性实现。查看在VirtualProtectEx() API 函数的 flNewProtect 参数中传递的允许值。

您自己很少使用此 API，属性由可执行映像加载器和堆管理器设置。