Linux內核系列—3.操作系統開發之保護模式的優勢

来源:http://www.cnblogs.com/joey-hua/archive/2016/04/09/5371402.html
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在上一篇中我們雖然成功進入了保護模式,但是並沒有體驗到保護模式帶給我們的便利。其實在保護模式下定址空間可以達到4GB,實模式下1MB的定址能力差得太遠了。那麼下麵,我們就把程式稍作修改,體驗一下它對超過1MB記憶體的訪問能力。 我們來試驗一下讀寫大地址記憶體。在前面程式的基礎上,新建一個段,這個段以5M ...


在上一篇中我們雖然成功進入了保護模式,但是並沒有體驗到保護模式帶給我們的便利。其實在保護模式下定址空間可以達到4GB,實模式下1MB的定址能力差得太遠了。那麼下麵,我們就把程式稍作修改,體驗一下它對超過1MB記憶體的訪問能力。

我們來試驗一下讀寫大地址記憶體。在前面程式的基礎上,新建一個段,這個段以5MB為基址,遠遠超出實模式下1MB的界限。我們先讀出開始處8位元組的內容,然後寫入一個字元串,再從中讀出8位元組,如下所示:

	call	TestRead
	call	TestWrite
	call	TestRead

如果讀寫成功的話,兩次讀出的內容應該是不同的,而且第二次讀出的內容應該是我們寫進的字元串。字元串是保存在數據段中的,也是新增加的。增加的兩個段如下所示:

LABEL_DESC_DATA:   Descriptor    0,      DataLen-1, DA_DRW    ; Data
LABEL_DESC_TEST:   Descriptor 0500000h,     0ffffh, DA_DRW

SelectorData		equ	LABEL_DESC_DATA		- LABEL_GDT
SelectorTest		equ	LABEL_DESC_TEST		- LABEL_GDT

[SECTION .data1]	 ; 數據段
ALIGN	32
[BITS	32]
LABEL_DATA:
BootMessage:		db	"Joey, I'm in protected mode!"
OffsetPMMessage		equ	BootMessage - $$		;表示字元串BootMessage相對於本節的開始處(LABEL_DATA)的偏移
StrTest:		db	"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0
OffsetStrTest		equ	StrTest - $$
DataLen			equ	$ - LABEL_DATA
; END of [SECTION .data1]

段[SECTION .s32]這個段的開頭初始化了ds、es和gs,讓ds指向新增的數據段,es指向新增的5MB記憶體的段,gs指向顯存。如下所示:

LABEL_SEG_CODE32:
	mov	ax, SelectorData
	mov	ds, ax			; 數據段選擇子
	mov	ax, SelectorTest
	mov	es, ax			; 測試段選擇子
	mov	ax, SelectorVideo
	mov	gs, ax			; 視頻段選擇子(目的)

數據段的基址便是LABEL_DATA的物理地址。於是OffsetStrTest既是字元串相對於LABEL_DATA的偏移,也是其在數據段中的偏移。我們在保護模式下需要用到的正是這個偏移,而不再是實模式下的地址。section的一點妙用指的便是這裡的$$。

	; 初始化數據段描述符
	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

運行如下所示:

第一次執行call TestRead時顯示8個空字元,第二次執行call TestRead時顯示ABCDEFGH。因為TestRead的段寄存器指向的是5MB記憶體地址處的內容,一開始是沒有任何數據。

TestRead:
	xor	esi, esi
	mov	ecx, 8
.loop:
	mov	al, [es:esi]
	call	DispAL
	inc	esi
	loop	.loop

	ret

然後第190行向這個5MB記憶體地址處依次寫入8位元組數據。

 

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