[-1]写在前面: 以下部分内容总结于 http://blog.csdn.net/ruyanhai/article/details/7181842 complementary: 兼容性是指运行在前期CPU,如8086/8088上的的程序,也可以运行在其以后的处理器,如80286上: [0]看看intel处理器的发展历程 [1]8086/8088的寻址和问题 1.1)寻址:在8086/8088中,只有20根地址总线,所以可以访问的地址是2^20=1M,但由于8086/8088是16位地址模式,能够…

x86保护模式     实模式与保护模式切换实例 实例一 逻辑功能   以十六进制数的形式显示从内存地址110000h开始的256个字节的值    实现步骤: 1  切换保护方式的准备 2. 切换到保护方式 3. 把指定内存区域的内容传送到位于常规内存的缓冲区中 4. 切换回实模式 5. 显示缓冲区内容   代码: 386保护模式汇编语言程序用到的包含文件如下所示,该包含文件在后面的程序中还要用到. ;名称:386SCD.INC ;功能:符号常量等的定义 ;-------------------…

文章链接:https://www.cnblogs.com/cyx-b/p/11809742.html 作者:chuyaoxin 一.实验内容 BIOS将通过读取硬盘主引导扇区到内存,并转跳到对应内存中的位置执行bootloader.请分析bootloader是如何完成从实模式进入保护模式的. 提示:需要阅读小节“保护模式和分段机制”和lab1/boot/bootasm.S源码,了解如何从实模式切换到保护模式,需要了解: 为何开启A20,以及如何开启A20 如何初始化GDT表 如何使能和进入保护模…

控制转移可以分为两大类  :同一任务内的控制转移    和   任务间的控制转移(任务切换) 同一个任务内的控制转移可以分为段内转移 .特权级不变的段间转移和特权级改变的段间转移 段内转移与实模式相同 不涉及特权级变换和任务切换  只有段间转移才涉及特权级变换和任务切换任务  重点为任务内的特权级变换和任务间的切换   一 任务内无特权级变换的转移 1.段间转移指令 jmp  call    ret    int    iret   都具有段间转移功能   另外中断和异常也将引起段间转移   其…

基于Xv6-OS 分析CR0 寄存器 之前一直认为晕乎乎的...啥?什么时候切换real model,怎么切换,为什么要切换? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 以下这段代码来自Xv6的boot/boot.S 这就是CPU real model 和 pr…

详细的过程说明参考:(1)  https://www.cnblogs.com/Philip-Tell-Truth/p/5211248.html    (2)x86汇编:从实模式到保护模式 这里简化一下说说要点: 1. 生成并加载GDT表 实模式下任何进程可以无限制读写任何内存,甚至os的内存,毫无安全性可言:需要对用户进程读写内存的地址做严格限制,衍生出了保护模式:保护模式将内存分成不同的段,段基址.limit.各种属性存放在GDT表:用户程序读写段内存时需要先通过段寄存器的selector在G…

第16章讲的是分页机制和动态页面分配的问题,说实话这个一开始接触是会把人绕晕的,但是这个的确太重要了,有了分页机制内存管理就变得很简单,而且能直接实现平坦模式. ★PART1:Intel X86基础分页机制 1. 页目录.页表和页 首先先要明白分页是怎么来的,简单来讲,分页其实就是内存块的映射管理.在我们之前的章节中,我们都是使用的分段管理模式,处理器中负责分段的部件是段部件,段管理机制是Intel处理器最基本的处理机制,在任何时候都是无法关闭的.而当开启了分页管理之后,处理器会把4GB的内存分…

在我们阅读boot loader代码时,遇到了两个非常重要的概念,实模式(real mode)和保护模式(protected mode). 首先我们要知道这两种模式都是CPU的工作模式,实模式是早期CPU运行的工作模式,而保护模式则是现代CPU运行的模式. 但是为什么现代CPU在运行boot loader时仍旧要先进入实模式呢?就是为了实现软件的向后兼容性不得已才这样的. 下面我们分别看下这两种工作模式的基本原理. 实模式(real mode) 实模式出现于早期8088CPU时期.当时由于CPU…

★PART1:32位保护模式下任务的隔离和特权级保护  这一章是全书的重点之一,这一张必须要理解特权级(包括CPL,RPL和DPL的含义)是什么,调用门的使用,还有LDT和TSS的工作原理(15章着重讲TSS如何进行任务切换). 1. 任务,任务的LDT和TSS 程序是记录在载体上的指令和数据,其正在执行的一个副本,叫做任务(Task).如果一个程序有多个副本正在内存中运行,那么他对应多个任务,每一个副本都是一个任务.为了有效地在任务之间进行隔离,处理器建议每个任务都应该具有他自己的描述符表,称…

★PART1:进入保护模式 1. 全局描述符表(Global Descriptor Table,GDT)        32位保护模式下,如果要使用一个段,必须先登记,登记的信息包括段的起始地址,段的界限和各种访问属性,如果偏移地址超过了段的界限,就会引发异常中断.和一个段有关的信息需要8个字节来描述,这被称为段的描述符(Segement Descriptor),每个段都需要一个描述符,为了存放描述符,需要在内存中开辟一段空间.这些描述符集中存放,构成了一个描述符表. 为了跟踪全局描述符表,处理…

★PART1:32位的x86处理器执行方式和架构 1. 寄存器的拓展(IA-32) 从80386开始,处理器内的寄存器从16位拓展到32位,命名其实就是在前面加上e(Extend)就好了,8个通用寄存器被命名为EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,ESP和EBP,同样的,操作的时候必须要和寄存器的长匹配,比如下面的操作就是错的. 32位通用寄存器的高16位不可以单独使用,但是他们的低16位依然可以按照8086的使用方法一样使用.处理器在32位保护模式下可以使用全部的32条地址线,访问4…

一.80286的工作模式 80286首次提出了实模式和保护模式的概念. 实模式:和8086的工作方式相同: 保护模式:提供了存储器管理机制和保护机制,支持多任务. 二.80286的寄存器 (一)通用寄存器 80286的通用寄存器和8086一样,有AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI: (二)IP 80286的指令指针寄存器也和8086一样,没有什么特别的. (三)标志寄存器 80286的标志寄存器同8086相比,增加了IOPL(特权级)和NT(子任务嵌套),这两个字段只在保护模式中使用…

在说正题之前,我们先看2个概念. 1.指令集架构(ISA) ISA 的全称是 instruction set architecture,中文就是指令集架构,是指对程序员实际"可见"的指令集,包含了程序员编写一个能正确运行的二进制机器语言程序的所有信息,涉及到指令. I/O 设备等.例如 Intel 的 IA-32.Intel 64.ARM 的 ARMv7.ARMv8 等等. 2.微架构 微架构(Microarchitecture)又称为微体系结构/微处理器体系结构.是将一种给定的指令集…

日期:2019/5/22 关键词:操作系统:OS:保护模式:A20地址线激活:分页开启:二级页表的设置 PS:OSLAB实验课的整理. 本文主要内容是分析操作系统中一个简易的MBR. 建议先阅读:https://www.cnblogs.com/sinkinben/p/10888599.html 宏定义和数据定义 %define CR0_PE      (1 << 0) %define CR0_MP      (1 << 1) %define CR0_EM      (1 <&…

日期:2019/5/18 12:00 内容:操作系统实验作业:x86:IA-32:实模式与保护模式. PS:如果我们上的是同一门课,有借鉴代码的铁汁请留言告知嗷.只是作业笔记,不推荐学习. 一.实模式 众所周知,机器启动时都是处于实模式状态的.8多说,先看看今天的作业. 1.1 BIOS中断打印字符串 这是一个幼儿园版本的主引导记录(MBR),输出一个字符串,结合附录INT中断说明来看. org 0x7c00这个表示程序加载到物理内存的起始地址0x7c00,关于0x7c00请看附录. org 0…

★PART1:中断和异常概述 1. 中断(Interrupt) 中断包括硬件中断和软中断.硬件中断是由外围设备发出的中断信号引发的,以请求处理器提供服务.当I/O接口发出中断请求的时候,会被像8259A和I/O APIC这样的中断寄存器手机,并发送给处理器.硬件中断完全是随机产生的,与处理器的执行并不同步.当中断发生的时候,处理器要先执行完当前的指令(指的是正在执行的指令),然后才能对中断进行处理. 软中断是由int n指令引发的中断处理器,n是中断号(类型码). 2. 异常(Exception…

中断是处理器一个非常重要的工作机制.第9章是讲中断在实模式下如何工作,第17章是讲中断在保护模式下如何工作. ★PART1:外部硬件中断 外部硬件中断是通过两个信号线引入处理器内部的,这两条线分别叫NMI和INTR.处理器正在运行的时候会收到各种各样的中断,有些中断必须被处理,这就叫非屏蔽中断:有一些中断的处理优先级没有那么高,并且可以屏蔽,这就叫可屏蔽中断 1. 非屏蔽中断(Non Maskable Interrupt,NMI) 一旦处理器接受到NMI,说明处理器遇到了严重事件,这个时候必须无…

15章其实应该是和14章相辅相成的(感觉应该是作者觉得14章内容太多了然后切出来了一点).任务切换和14章的某些概念是分不开的. ★PART1:任务门与任务切换的方法 1. 任务管理程序 14章的时候我们说过,一个程序他可以有很多个任务,特权级指的是任务的不同部分的特权级,一个任务可以有两个空间,一个全局空间,一个局部空间.在一个任务内,全局空间和局部空间具有不同的特权级别,使用门,可以在任务内将控制从3特权级的局部空间转移到0特权级的全局空间,以使用内核或者操作系统提供的服务. 任务切换时以任…

实模式和保护模式区别及寻址方式 转载请注明出处:http://blog.csdn.NET/rosetta 64KB-4GB-64TB? 我记得大学的汇编课程.组成原理课里老师讲过实模式和保护模式的区别,在很多书本上也有谈及,无奈本人理解和感悟能力实在太差,在很长一段时间里都没真正的明白它们的内含,更别说为什么实模式下最大寻址空间为1MB?段的最大长度不超过64KB?而保护模式下为啥最大寻址能力就变成了64TB?每个段最大也达4GB? 更甚者分段和分页这两个高深的概念像我这种菜鸟怎么也理解不了啊!…

★PART1:32位保护模式下内核简易模型 1. 内核的结构,功能和加载 每个内核的主引导程序都会有所不同,因为内核都会有不同的结构.有时候主引导程序的一些段和内核段是可以共用的(事实上加载完内核以后就不需要主引导程序了),和加载一般的用户程序一样,主引导程序也是需要从硬盘中读取程序到指定的内存空间中. 同时,作为一个内核,也是一个程序,而且是一个具有管理全局的能力的程序,应该有固定的段,一般来说,内核应该包括以下几个部分: 1. 公用例程段(实现API功能) 2. 内核数据区(用于预读一些数据…

12章其实是11章的拓展,代码基本不变,就是在保护模式下展开讨论. ★PART1:存储器的保护机制 1. 修改段寄存器的保护 当执行把段选择子传到段寄存器的选择器部分的时候,处理器固件在完成传送之前,要检查和确认选择子是正确的,并且该选择子选择的描述符也是正确的.假如索引号是正确的,也就是说明索引号8+7要小于等于边界.如果超过边界,那么处理器就会终止处理,产生异常中断13,同时段寄存器的原值保持不变. 同时处理器还要对描述符的类别进行检查,如果描述符的类别进行确认,举个例子来说,如果描述符的类…

    第八章是一个非常重要的章节,讲述的是实模式下对硬件的访问(这一节主要讲的是硬盘),还有用户程序重定位的问题.现在整理出来刚好能和保护模式下的用户程序定位作一个对比. ★PART1:用户程序的重定位,硬盘的访问 1. 分段.段的汇编地址和段内汇编地址 NASM编译器使用汇编指令“SECTION”或者“SEGMENT”来定义段.他的一般格式是SECTION 段名称或者SEGMENT段名称(段名称不能重复),另外NASM对段没有数量的限制,一个程序可以有很多的代码段和数据段.Intel处理器要…

应用程序的编写大部分的时候是不必关心系统级架构的,最多学习一下平台所给的API即可,也就是我们通常说的黑箱子.但是在学习操作系统的时候,系统级架构是要关心的. 系统级架构很难学习,其中一个很大的原因是“纷繁复杂的架构”,还有就是很强的陌生感.先说个故事吧. 秋季学期俱乐部招新由我来面试,之前并没有做过这样的事情,我的手中有一份参加面试的名单,上面写着同学们的姓名.学号.学院.联系方式等信息,如果明天直接去面试彼此不了解,第一次做面试官的我很容易尴尬,“实体物的像会影响一个人的判断,甚至丧失对实体…

http://blog.csdn.net/michael2012zhao/article/details/5554023 一. 段寄存器的产生 段寄存器的产生源于Intel 8086 CPU体系结构中数据总线与地址总线的宽度不一致. 数据总线的宽度,也即是ALU(算数逻辑单元)的宽度,平常说一个CPU是“16位”或者“32位”指的就是这个.8086CPU的数据总线是16位. 地址总线的宽度不一定要与ALU的宽度相同.因为ALU的宽度是固定的,它受限于当时的工艺水平,当时只能制造出16位的ALU:…

在进入保护模式之前,我们先要学习一些基础知识.今天我们看一下全局描述符表(Global Descriptor Table, 简称GDT). 同实模式一样,在保护模式下,对内存的访问仍然使用段地址加偏移地址.但是,在保护模式下,在每个段能够访问之前,必须先登记.这就好比像C语言中,"对变量的使用必须先定义"一样. 每个段在能够使用之前,都要为这个段建立一个描述符.每个描述符占8个字节,这些描述符集中存放在内存的某个区域,一个挨着一个,就构成了一张"表". 80x86中…

存储器的保护(三) 修改本章代码清单,使之可以检测1MB以上的内存空间(从地址0x0010_0000开始,不考虑高速缓存的影响).要求:对内存的读写按双字的长度进行,并在检测的同时显示已检测的内存数量.建议对每个双字单元用两个花码0x55AA55AA和0xAA55AA55进行检测. 上面的文字选自原书第12章的习题1. 这篇博文就讨论一下这道题.由于是初学,我不对自己做太高的要求,只要实现功能即可. 代码清单 ;文件说明:第12章习题-1 ;创建日期:2016-3-7 ;--------- eq…

本文是原书第12章的学习笔记. 说句题外话,这篇博文是补写的,因为让我误删了,可恶的是CSDN的回收站里找不到! 好吧,那就再写一遍,我有坚强的意志.司马迁曰:“文王拘而演<周易>:仲尼厄而作<春秋>:屈原放逐,乃赋<离骚>:左丘失明,厥有<国语>:孙子膑脚,<兵法>修列:不韦迁蜀,世传<吕览>……”好了,不煽情了,进入正题. 第12章的代码如下. 1 ;代码清单12-1 2 ;文件名:c12_mbr.asm 3 ;文件说明:硬盘主引…

(十)保护模式下的栈 ;以下用简单的示例来帮助阐述32位保护模式下的堆栈操作 mov cx,00000000000_11_000B ;加载堆栈段选择子 mov ss,cx mov esp,0x7c00 第77~79行用来初始保护模式下的栈.栈段描述符是GDT中第3个(从0开始数)描述符,这个描述符的线性基地址是0x0000_0000,段界限是0x0000_7a00,粒度是字节,B=1,属于可读可写.向下扩展的数据段. 我在博文数据段描述符和代码段描述符(一)--<x86汇编语言:从实模式到保护模…

一.Intel 32 位处理器的工作模式 如上图所示,Intel 32 位处理器有3种工作模式. (1)实模式:工作方式相当于一个8086 (2)保护模式:提供支持多任务环境的工作方式,建立保护机制 (3)虚拟8086模式:这种方式可以使用户在保护模式下运行8086程序(比如cmd打开的console窗口,就是工作在虚拟8086模式) 有几点需要特别说明: (1)保护模式可分为16位和32位的,由段描述符中的D标志指明.对于32位代码段和数据段,这个标志总是设为1:对于16位代码和数据段,这个标…

首先来段题外话:之前我发现我贴出的代码都没有行号,给讲解带来不便.所以从现在起,我要给代码加上行号.我写博客用的这个插入代码的插件,确实不支持自动插入行号.我真的没有找到什么好方法,无奈之下,只能按照网友的说法,在VIM中给每行代码加上行号,然后再贴出来. 在VIM中每一行都添加上行号的方法是: :%s/^/\=line(".")/ 对,只要执行这个命令就可以了.至于为什么这样写,可以参考我的另一篇博文 <在VIM中添加行号的方法>http://blog.csdn.net/…