操作系统开发系列—2.进入32位保护模式
源碼如下：
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運(yùn)行結(jié)果如下：
源碼解析：
1.首先程序跳轉(zhuǎn)至LABEL_BEGIN處，jmp LABEL_BEGIN。將ds、es、ss段寄存器全部初始化為當(dāng)前代碼段。
2.初始化32位代碼段描述符
在實(shí)模式下，也就是8086的16位的CPU的尋址方式是段x16+偏移，而在保護(hù)模式下，段寄存器值變成了一個(gè)索引，這個(gè)索引指向段描述符，也就是GDT中對(duì)應(yīng)的那個(gè)描述符，描述符中包含了最終的基地址。
?38-41行表示將當(dāng)前程序代碼段左移4位也就是x16，再加上LABEL_SEG_CODE32的偏移地址，最終形成LABEL_SEG_CODE32的物理地址，42-45表示把此物理地址加載到段描述符對(duì)應(yīng)的段基址位置，段描述符格式如下圖所示
段基地址0-15位也就是LABEL_DESC_CODE32 + 2地址處，將16位的ax傳入，第43行向右移動(dòng)16位表示已經(jīng)傳入的16位消除，然后將剩余的兩個(gè)8位高低寄存器值傳入對(duì)應(yīng)的段基地址處。
Descriptor是在pm.inc中定義的宏，如下圖所示，表示的就是段描述符的格式：
3.加載GDTR，GDRT的結(jié)構(gòu)圖如下所示
GDTR是唯一的一個(gè)指向段描述符表的寄存器，48-55行就是把段描述符表的基地址加載到GDTR寄存器當(dāng)中。48行清除eax值，49-52是把LABEL_GDT的物理地址加載到20行的GdtPtr的雙字處，也就是GDT基地址。55行把GdtPtr地址的內(nèi)容加載到GDTR，雙字節(jié)dw對(duì)應(yīng)的是16位界限，雙字dd對(duì)應(yīng)的是32位基地址。
4.關(guān)中斷和打開A20
保護(hù)模式下中斷處理機(jī)制和實(shí)模式不同，所以先關(guān)閉中斷，指令為cli。打開A20為歷史原因防止偏移超出最大值時(shí)回滾。58-63行
5.切換到保護(hù)模式
只要把寄存器cr0的第0位置為1就行了。66-68行
6.真正進(jìn)入保護(hù)模式的代碼段
jmp dword SelectorCode32:0，這一行是真正進(jìn)入保護(hù)模式的代碼，SelectorCode32是個(gè)段選擇子，段選擇子的作用是找到對(duì)應(yīng)的段描述符從而找到對(duì)應(yīng)的段基地址。段選擇子的格式如下圖所示
從位3開始表示為段描述符表的索引，這句代碼執(zhí)行完之后就會(huì)把描述符LABEL_DESC_CODE32中的段基址也就是LABEL_SEG_CODE32加載到cs。
dword的作用是因?yàn)楫?dāng)前還是16位的代碼，如果沒有dword，SelectorCode32:0的偏移地址如果超出16位那么只會(huì)截取16位。
到此已經(jīng)完全進(jìn)入32位保護(hù)模式的代碼了。
7.顯示字符
接下來就會(huì)跳轉(zhuǎn)到LABEL_SEG_CODE32處運(yùn)行指令了，80-81行把段選擇子SelectorVideo傳入段寄存器gs中，也就是描述符LABEL_DESC_VIDEO的段基地址0B8000h，這就是顯存的基地址。84行edi是顯存的偏移地址，87-88行是字符及字符屬性，89行為最終顯示字符。
8.描述符屬性
代碼段的屬性是DA_C + DA_32，根據(jù)pm.inc中的定義，DA_C是98h
對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為10011000。根據(jù)第2條的格式，DA_C其實(shí)是上面的第8-15位，第15位P是1表明這個(gè)段在內(nèi)存中存在，S位是1表明這個(gè)段是代碼段或數(shù)據(jù)段，TYPE為1000也就是8表明這個(gè)段是只執(zhí)行的代碼段，TYPE格式如下圖所示
DA_32是4000h，
4000h為100000000000000，表明是從上面的位8開始計(jì)算的后面15位也就是D/B位為1，表明這個(gè)段是32位的代碼段。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的操作系统开发系列—2.进入32位保护模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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