一口气看完45个寄存器，CPU核心技术大揭秘( 四 ) 序言前段时间

描述符寄存器所谓描述符，其实就是一个数据结构，用来记录一些信息， ‘描述’一个东西。把很多个描述符排列在一起，组成一个表，就成了描述符表。再使用一个寄存器来指向这个表，这个寄存器就是描述符寄存器。
在x86/x64系列CPU中，有三个非常重要的描述符寄存器，它们分别存储了三个地址，指向了三个非常重要的描述符表。
gdtr: 全局描述符表寄存器，前面提到， CPU现在使用的是段+分页结合的内存管理方式，那系统总共有那些分段呢？这就存储在一个叫全局描述符表（GDT）的表格中，并用gdtr寄存器指向这个表。这个表中的每一项都描述了一个内存段的信息。
ldtr: 局部描述符表寄存器，这个寄存器和上面的gdtr一样，同样指向的是一个段描述符表（LDT）。不同的是， GDT是全局唯一， LDT是局部使用的，可以创建多个，随着任务段切换而切换（下文介绍任务寄存器会提到）。
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GDT和LDT中的表项，就是段描述符，描述了一个内存分段的信息，其结构如下：
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一个表项占据8个字节（32位CPU），里面存储了一个内存分段的诸多信息：基地址、大小、权限、类型等信息。
除了这两个段描述符寄存器，还有一个非常重要的描述符寄存器：
idtr: 中断描述符表寄存器，指向了中断描述符表IDT ，这个表的每一项都是一个中断处理描述符，当CPU执行过程中发生了硬中断、异常、软中断时，将自动从这个表中定位对应的表项，里面记录了发生中断、异常时该去哪里执行处理函数。
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IDT中的表项称为Gate ，中文意思为门，因为这是应用程序进入内核的主要入口。虽然表的名字叫中断描述符表，但表中存储的不全是中断描述符， IDT中的表项存在三种类型，对应三种类型的门：
任务门
陷阱门
中断门
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三种描述符中都存储了处理这个中断/异常/任务时该去哪里处理的地址。三种门用途不一，其中中断门是真正意义上的中断，而像前面提到的调试指令int 3以及老式的系统调用指令int 2e/int 80都属于陷阱门。任务门则用的较少，要了解任务门，先了解下任务寄存器。
任务寄存器现代操作系统，都是支持多任务并发运行的， x86架构CPU为了顺应时代潮流，在硬件层面上提供了专门的机制用来支持多任务的切换，这体现在两个方面：
CPU内部设置了一个专用的寄存器——任务寄存器TR ，它指向当前运行的任务。
定义了描述任务的数据结构TSS ，里面存储了一个任务的上下文（一系列寄存器的值），下图是一个32位CPU的TSS结构图：
x86CPU的构想是每一个任务对应一个TSS ，然后由TR寄存器指向当前的任务，执行任务切换时，修改TR寄存器的指向即可，这是硬件层面的多任务切换机制。
这个构想其实还是很不错的，然而现实却打了脸，包括Linux和Windows在内的主流操作系统都没有使用这个机制来进行线程切换，而是自己使用软件来实现多线程切换。
所以，绝大多数情况下， TR寄存器都是指向固定的，即便线程切换了， TR寄存器仍然不会变化。
注意，我这里说的的是绝大多数情况，而没有说死。虽然操作系统不依靠TSS来实现多任务切换，但这并不意味着CPU提供的TSS操作系统一点也没有使用。还是存在一些特殊情况，如一些异常处理会使用到TSS来执行处理。
下面这张图，展示了控制寄存器、描述符寄存器、任务寄存器构成的全貌：
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模型特定寄存器从80486之后的x86架构CPU ，内部增加了一组新的寄存器，统称为MSR寄存器，中文直译是模型特定寄存器，意思是这些寄存器不像上面列出的寄存器是固定的，这些寄存器可能随着不同的版本有所变化。这些寄存器主要用来支持一些新的功能。
随着x86CPU不断更新换代， MSR寄存器变的越来越多，但与此同时，有一部分MSR寄存器随着版本迭代，慢慢固化下来，成为了变化中那部分不变的，这部分MSR寄存器， Intel将其称为Architected MSR ，这部分MSR寄存器，在命名上，统一加上了IA32的前缀。