making an os NO.1 怎样进内核之二

进内核的确是个麻烦的活。从16跳到32后，先得熟悉一下32的汇编环境。 
其中主要的寄存器有：
4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP)
6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)
1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags)
32位的指令没有太大的变化。但是在段处理上有了很大的变化。首先，原先由段机制和偏移确定地址的机制由描述符来完成了。然后，就是32位保护模式特有的特权机制。在代码和代码之间，代码和数据之间跳转需要使用一种叫做门的描述符来实现。这种描述符是一个8B的数据，里面包括了一个段的属性。下面的数据就是使用了调用门的一段程序。而且实现了从32跳回16.


; ==========================================; pmtest4.asm; 编译方法：nasm pmtest4.asm -o pmtest4.com; ==========================================
%include "pm.inc" ; 常量, 宏, 以及一些说明
org 0100h jmp LABEL_BEGIN
[SECTION .gdt]; GDT;                           段基址,       段界限     , 属性LABEL_GDT:            Descriptor 0,                 0, 0       ; 空描述符LABEL_DESC_NORMAL:    Descriptor 0,          0ffffh, DA_DRW    ; Normal 描述符LABEL_DESC_CODE32:    Descriptor 0,  SegCode32Len-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段,32LABEL_DESC_CODE16:    Descriptor 0,          0ffffh, DA_C      ; 非一致代码段,16LABEL_DESC_CODE_DEST: Descriptor 0,SegCodeDestLen-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段,32LABEL_DESC_DATA:      Descriptor 0,       DataLen-1, DA_DRW    ; DataLABEL_DESC_STACK:     Descriptor 0,      TopOfStack, DA_DRWA+DA_32;Stack, 32 位LABEL_DESC_LDT:       Descriptor 0,        LDTLen-1, DA_LDT    ; LDTLABEL_DESC_VIDEO:     Descriptor 0B8000h,    0ffffh, DA_DRW    ; 显存首地址
; 门                               目标选择子,偏移,DCount, 属性LABEL_CALL_GATE_TEST: Gate SelectorCodeDest,   0,     0, DA_386CGate+DA_DPL0; GDT 结束
GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; GDT长度GdtPtr dw GdtLen - 1 ; GDT界限 dd 0 ; GDT基地址
; GDT 选择子SelectorNormal equ LABEL_DESC_NORMAL - LABEL_GDTSelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDTSelectorCode16 equ LABEL_DESC_CODE16 - LABEL_GDTSelectorCodeDest equ LABEL_DESC_CODE_DEST - LABEL_GDTSelectorData equ LABEL_DESC_DATA - LABEL_GDTSelectorStack equ LABEL_DESC_STACK - LABEL_GDTSelectorLDT equ LABEL_DESC_LDT - LABEL_GDTSelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT
SelectorCallGateTest equ LABEL_CALL_GATE_TEST - LABEL_GDT; END of [SECTION .gdt]
[SECTION .data1] ; 数据段ALIGN 32[BITS 32]LABEL_DATA:SPValueInRealMode dw 0; 字符串PMMessage: db "In Protect Mode now. ^-^", 0 ; 进入保护模式后显示此字符串OffsetPMMessage equ PMMessage - $$StrTest: db "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0OffsetStrTest equ StrTest - $$DataLen equ $ - LABEL_DATA; END of [SECTION .data1]

; 全局堆栈段[SECTION .gs]ALIGN 32[BITS 32]LABEL_STACK: times 512 db 0
TopOfStack equ $ - LABEL_STACK - 1
; END of [SECTION .gs]

[SECTION .s16][BITS 16]LABEL_BEGIN: mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax mov sp, 0100h
mov [LABEL_GO_BACK_TO_REAL+3], ax mov [SPValueInRealMode], sp
; 初始化 16 位代码段描述符 mov ax, cs movzx eax, ax shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE16 mov word [LABEL_DESC_CODE16 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE16 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE16 + 7], ah
; 初始化 32 位代码段描述符 xor eax, eax mov ax, cs shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE32 mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah
; 初始化测试调用门的代码段描述符 xor eax, eax mov ax, cs shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE_DEST mov word [LABEL_DESC_CODE_DEST + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE_DEST + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE_DEST + 7], ah
; 初始化数据段描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_DATA mov word [LABEL_DESC_DATA + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_DATA + 4], al mov byte [LABEL_DESC_DATA + 7], ah
; 初始化堆栈段描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_STACK mov word [LABEL_DESC_STACK + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_STACK + 4], al mov byte [LABEL_DESC_STACK + 7], ah
; 初始化 LDT 在 GDT 中的描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_LDT mov word [LABEL_DESC_LDT + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_LDT + 4], al mov byte [LABEL_DESC_LDT + 7], ah
; 初始化 LDT 中的描述符 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_CODE_A mov word [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 4], al mov byte [LABEL_LDT_DESC_CODEA + 7], ah
; 为加载 GDTR 作准备 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_GDT ; eax <- gdt 基地址 mov dword [GdtPtr + 2], eax ; [GdtPtr + 2] <- gdt 基地址
; 加载 GDTR lgdt [GdtPtr]
; 关中断 cli
; 打开地址线A20 in al, 92h or al, 00000010b out 92h, al
; 准备切换到保护模式 mov eax, cr0 or eax, 1 mov cr0, eax
; 真正进入保护模式 jmp dword SelectorCode32:0 ; 执行这一句会把 SelectorCode32 装入 cs, 并跳转到 Code32Selector:0  处
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
LABEL_REAL_ENTRY: ; 从保护模式跳回到实模式就到了这里 mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax
mov sp, [SPValueInRealMode]
in al, 92h ; ┓ and al, 11111101b ; ┣ 关闭 A20 地址线 out 92h, al ; ┛
sti ; 开中断
mov ax, 4c00h ; ┓ int 21h ; ┛回到 DOS; END of [SECTION .s16]

[SECTION .s32]; 32 位代码段. 由实模式跳入.[BITS 32]
LABEL_SEG_CODE32: mov ax, SelectorData mov ds, ax ; 数据段选择子 mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子
mov ax, SelectorStack mov ss, ax ; 堆栈段选择子
mov esp, TopOfStack

; 下面显示一个字符串 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底    1100: 红字 xor esi, esi xor edi, edi mov esi, OffsetPMMessage ; 源数据偏移 mov edi, (80 * 10 + 0) * 2 ; 目的数据偏移。屏幕第 10 行, 第 0 列。 cld.1: lodsb test al, al jz .2 mov [gs:edi], ax add edi, 2 jmp .1.2: ; 显示完毕
call DispReturn
; 测试调用门（无特权级变换），将打印字母 'C' call SelectorCallGateTest:0 ;call SelectorCodeDest:0
; Load LDT mov ax, SelectorLDT lldt ax
jmp SelectorLDTCodeA:0 ; 跳入局部任务，将打印字母 'L'。
; ------------------------------------------------------------------------DispReturn: push eax push ebx mov eax, edi mov bl, 160 div bl and eax, 0FFh inc eax mov bl, 160 mul bl mov edi, eax pop ebx pop eax
ret; DispReturn 结束---------------------------------------------------------
SegCode32Len equ $ - LABEL_SEG_CODE32; END of [SECTION .s32]

[SECTION .sdest]; 调用门目标段[BITS 32]
LABEL_SEG_CODE_DEST: ;jmp $ mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子(目的)
mov edi, (80 * 12 + 0) * 2 ; 屏幕第 12 行, 第 0 列。 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底    1100: 红字 mov al, 'C' mov [gs:edi], ax
retf
SegCodeDestLen equ $ - LABEL_SEG_CODE_DEST; END of [SECTION .sdest]

; 16 位代码段. 由 32 位代码段跳入, 跳出后到实模式[SECTION .s16code]ALIGN 32[BITS 16]LABEL_SEG_CODE16: ; 跳回实模式: mov ax, SelectorNormal mov ds, ax mov es, ax mov fs, ax mov gs, ax mov ss, ax
mov eax, cr0 and al, 11111110b mov cr0, eax
LABEL_GO_BACK_TO_REAL: jmp 0:LABEL_REAL_ENTRY ; 段地址会在程序开始处被设置成正确的值
Code16Len equ $ - LABEL_SEG_CODE16
; END of [SECTION .s16code]

; LDT[SECTION .ldt]ALIGN 32LABEL_LDT:;                                         段基址       段界限     ,   属性LABEL_LDT_DESC_CODEA: Descriptor       0,     CodeALen - 1,   DA_C + DA_32 ; Code, 32 位
LDTLen equ $ - LABEL_LDT
; LDT 选择子SelectorLDTCodeA equ LABEL_LDT_DESC_CODEA - LABEL_LDT + SA_TIL; END of [SECTION .ldt]

; CodeA (LDT, 32 位代码段)[SECTION .la]ALIGN 32[BITS 32]LABEL_CODE_A: mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子(目的)
mov edi, (80 * 13 + 0) * 2 ; 屏幕第 13 行, 第 0 列。 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底    1100: 红字 mov al, 'L' mov [gs:edi], ax
; 准备经由16位代码段跳回实模式 jmp SelectorCode16:0CodeALen equ $ - LABEL_CODE_A; END of [SECTION .la]