GDT临时分段
GDT临时段说明
现在已经进入了保护模式, 目前的改变
- 可以访问1M以上的内存了
- 可以使用32位的指令操作
问题：
由于以前的是实式下段寄存器寻址方式无法使用了，我们必须切换到使用GDT段方式来寻址
首要的任务就是先建立一个临时的GDT段，以便我们接下来的指令操作
目前准备建立3个段，如下：
Base, Limit, Attr
代码段：0x00000000, 0xfffff, 1100_1001_1010B = db 0x0000ffff, 0x00cf9a00
数据段：0x00000000, 0xfffff, 1100_1001_0010B = db 0x0000ffff, 0x00cf9200
vga显卡内存数据段：x000b8000, 0x07fff, 1100_1001_0010B
GDT解析宏
首先创建一个nasm宏，可以进行GDT解析
参数为GDT的Base, Limit, Attr，也就是段基址(32位),段界限(20位),段描述符(12位)，然后生成GDT在内存中的数据
;---------------------------------------------------------
; 描述符
; usage: Gdt_Descriptor Base, Limit, Attr ： 段基址(32位),段界限(20位),段描述符(12位)
; Base: dd
; Limit: dd (low 20 bits available)
; Attr: dw (lower 4 bits of higher byte are always 0)
;---------------------------------------------------------
%macro Gdt_Descriptor 3
dw %2 & 0xFFFF
dw %1 & 0xFFFF
db (%1 >> 16) & 0xFF
db %3 & 0xFF
db ((%3 >> 4 ) & 0xF0 ) | ((%2 >> 16) & 0x0F )
db (%1 >> 24) & 0xFF
%endmacro
GDT 描述符属性定义
;-------------- gdt描述符属性 -------------
DESC_G_4K equ 1000_0000_0000b
DESC_D_32 equ 0100_0000_0000b
DESC_L equ 0000_0000_0000b; 64位代码标记，此处标记为0便可。
DESC_AVL equ 0000_0000_0000b; cpu不用此位，暂置为0
DESC_P equ 0000_1000_0000b
DESC_DPL_0 equ 000_0000b
DESC_DPL_1 equ 010_0000b
DESC_DPL_2 equ 100_0000b
DESC_DPL_3 equ 110_0000b
DESC_S_CODE equ 1_0000b
DESC_S_DATA equ 1_0000b
DESC_S_SYS equ 0_0000b
DESC_TYPE_CODE equ 1010b;x=1可执行代码段,c=0普通,r=1可读,a=0已访问位a清0
DESC_TYPE_DATA equ 0010b;x=0数据段,e=0向高位扩展,w=1可写,a=0已访问位a清0.;-------------- 选择子属性 ---------------
RPL0 equ 00b
RPL1 equ 01b
RPL2 equ 10b
RPL3 equ 11b
TI_GDTequ 000b
TI_LDTequ 100bDESC_CODE equ DESC_G_4K + DESC_D_32 + DESC_L + DESC_AVL + DESC_P + DESC_DPL0 + DESC_S_CODE + DESC_TYPE_CODE
DESC_DATA equ DESC_G_4K + DESC_D_32 + DESC_L + DESC_AVL + DESC_P + DESC_DPL0 + DESC_S_DATA + DESC_TYPE_DATA
定义GDT全局描述符表
;---------------------------------
;定义GDT全局描述符表
;code: 0x0000ffff, 0x00cf9a00
;data: 0x0000ffff, 0x00cf9200
;vga:
Gdt_Addr:
dw8*4-1;指定段上限为4(GDT全局描述符表的大小)
ddgdt_table_addr;GDT全局描述符表的地址
Gdt_Table_Addr:
Gdt_Descriptor 0,0,0
Label_Sel_Code:Gdt_Descriptor 0x00000000, 0xfffff, DESC_CODE ;可以执行的段
Label_Sel_Data:Gdt_Descriptor 0x00000000, 0xfffff, DESC_DATA ;可以读写的段
Label_Sel_VGA:Gdt_Descriptor 0x000b8000, 0x07fff, DESC_DATA ;vga段
dw0;--------------------------------
;选择子
Selector_Code equ Label_Sel_Code - Gdt_Table_Addr
Selector_Data equ Label_Sel_Data - Gdt_Table_Addr
Selector_VGA equ Label_Sel_VGA - Gdt_Table_Addr
加载gdt
;---------------------------
;加载GDT
lgdt [Gdt_Addr]
代码
创建常量头文件
创建 boot.inc文件。用来配置常量
;---------------------------------------------------------
; 描述符
; usage: Gdt_Descriptor Base, Limit, Attr ： 段基址(32位),段界限(20位),段描述符(12位)
; Base: dd
; Limit: dd (low 20 bits available)
; Attr: dw (lower 4 bits of higher byte are always 0)
;---------------------------------------------------------
%macro Gdt_Descriptor 3
dw %2 & 0xFFFF
dw %1 & 0xFFFF
db (%1 >> 16) & 0xFF
db %3 & 0xFF
db ((%3 >> 4 ) & 0xF0 ) | ((%2 >> 16) & 0x0F )
db (%1 >> 24) & 0xFF
%endmacro;-------------- gdt描述符属性 -------------
DESC_G_4K equ 1000_0000_0000b
DESC_D_32 equ 0100_0000_0000b
DESC_L equ 0000_0000_0000b; 64位代码标记，此处标记为0便可。
DESC_AVL equ 0000_0000_0000b; cpu不用此位，暂置为0
DESC_P equ 0000_1000_0000b
DESC_DPL_0 equ 000_0000b
DESC_DPL_1 equ 010_0000b
DESC_DPL_2 equ 100_0000b
DESC_DPL_3 equ 110_0000b
DESC_S_CODE equ 1_0000b
DESC_S_DATA equ 1_0000b
DESC_S_SYS equ 0_0000b
DESC_TYPE_CODE equ 1010b;x=1可执行代码段,c=0普通,r=1可读,a=0已访问位a清0
DESC_TYPE_DATA equ 0010b;x=0数据段,e=0向高位扩展,w=1可写,a=0已访问位a清0.;-------------- 选择子属性 ---------------
RPL0 equ 00b
RPL1 equ 01b
RPL2 equ 10b
RPL3 equ 11b
TI_GDTequ 000b
TI_LDTequ 100bDESC_CODE equ DESC_G_4K + DESC_D_32 + DESC_L + DESC_AVL + DESC_P + DESC_DPL_0 + DESC_S_CODE + DESC_TYPE_CODE
DESC_DATA equ DESC_G_4K + DESC_D_32 + DESC_L + DESC_AVL + DESC_P + DESC_DPL_0 + DESC_S_DATA + DESC_TYPE_DATA ;----------- loader const ------------------
LOADER_SECTOR_LBA equ 0x1;第2个逻辑扇区开始
LOADER_SECTOR_COUNTequ 9;读取9个扇区
LOADER_BASE_ADDR equ 0x9000 ;内存地址0x9200
LOADER1_BASE_ADDR equ 0x9800 ;内存地址0x9200
;-------------------------------------------
loader.asm文件
;ratsos
;TAB=4%include "boot/boot.inc"
section loader vstart=LOADER_BASE_ADDR ;指明程序的偏移的基地址[bits 16] jmp Entry;;---------------------------------
;定义GDT全局描述符表
;code: 0x0000ffff, 0x00cf9a00
;data: 0x0000ffff, 0x00cf9200
;vga:
Gdt_Addr:
dw8*4-1;指定段上限为4(GDT全局描述符表的大小)
ddgdt_table_addr;GDT全局描述符表的地址
Gdt_Table_Addr:
Gdt_Descriptor 0,0,0
Label_Sel_Code:Gdt_Descriptor 0x00000000, 0xfffff, DESC_CODE ;可以执行的段
Label_Sel_Data:Gdt_Descriptor 0x00000000, 0xfffff, DESC_DATA ;可以读写的段
Label_Sel_VGA:Gdt_Descriptor 0x000b8000, 0x07fff, DESC_DATA ;vga段
dw0;--------------------------------
;选择子
Selector_Code equ Label_Sel_Code - Gdt_Table_Addr
Selector_Data equ Label_Sel_Data - Gdt_Table_Addr
Selector_VGA equ Label_Sel_VGA - Gdt_Table_Addr;程序核心内容
Entry: ;------------------
;禁止CPU级别的中断，进入保护模式时没有建立中断表
cli ;------------------
;打开A20
in al,0x92
or al,0000_0010B ;设置第1位为1
out 0x92,al ;------------------
;加载GDT
lgdt [Gdt_Addr] ;------------------
;进入保护模式
mov eax,cr0
or eax,0x1 ;设置第0位为1
mov cr0,eax jmp $
测试
使用bochs执行
打好断点后，执行并查看gtd描述符数据是否正确。
info gdt
