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_GDT	equ   000b

TI_LDT	equ   100b

DESC_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:

    dw		8*4-1						;指定段上限为4(GDT全局描述符表的大小)

    dd		gdt_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

    dw		0	

;--------------------------------

;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_GDT	equ   000b

TI_LDT	equ   100b

DESC_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_COUNT		equ 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:

    dw		8*4-1						;指定段上限为4(GDT全局描述符表的大小)

    dd		gdt_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

    			dw		0	

;--------------------------------

;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

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