本片文章是以下兩篇文章：

• 【OS學習筆記】三十 保護模式九：段頁式內存管理機制概述
• 【OS學習筆記】三十一 保護模式九：頁目錄、頁表和頁三者的關系詳解

對應的內核匯編代碼。

;代碼清單16-1;文件名：c16_core.asm;文件說明：保護模式微型核心程序 ;以下常量定義部分。內核的大部分內容都應當固定core_code_seg_sel equ 0x38 ;內核代碼段選擇子core_data_seg_sel equ 0x30 ;內核數據段選擇子 sys_routine_seg_sel equ 0x28 ;系統公共例程代碼段的選擇子 video_ram_seg_sel equ 0x20 ;視頻顯示緩沖區的段選擇子core_stack_seg_sel equ 0x18 ;內核堆棧段選擇子mem_0_4_gb_seg_sel equ 0x08 ;整個0-4GB內存的段的選擇子;-------------------------------------------------------------------------------;以下是系統核心的頭部，用于加載核心程序 core_length dd core_end ;核心程序總長度#00sys_routine_seg dd section.sys_routine.start;系統公用例程段位置#04core_data_seg dd section.core_data.start;核心數據段位置#08core_code_seg dd section.core_code.start;核心代碼段位置#0ccore_entry dd start ;核心代碼段入口點#10dw core_code_seg_sel;===============================================================================[bits 32] ;=============================================================================== SECTION sys_routine vstart=0 ;系統公共例程代碼段 ;-------------------------------------------------------------------------------;字符串顯示例程 put_string: ;顯示0終止的字符串并移動光標 ;輸入：DS:EBX=串地址push ecx.getc:mov cl,[ebx]or cl,cljz .exitcall put_charinc ebxjmp .getc.exit:pop ecxretf ;段間返回;------------------------------------------------------------------------------- put_char: ;在當前光標處顯示一個字符,并推進;光標。僅用于段內調用 ;輸入：CL=字符ASCII碼 pushad;以下取當前光標位置mov dx,0x3d4mov al,0x0eout dx,alinc dx ;0x3d5in al,dx ;高字mov ah,aldec dx ;0x3d4mov al,0x0fout dx,alinc dx ;0x3d5in al,dx ;低字mov bx,ax ;BX=代表光標位置的16位數cmp cl,0x0d ;回車符？jnz .put_0amov ax,bxmov bl,80div blmul blmov bx,axjmp .set_cursor.put_0a:cmp cl,0x0a ;換行符？jnz .put_otheradd bx,80jmp .roll_screen.put_other: ;正常顯示字符push esmov eax,video_ram_seg_sel ;0x800b8000段的選擇子mov es,eaxshl bx,1mov [es:bx],clpop es;以下將光標位置推進一個字符shr bx,1inc bx.roll_screen:cmp bx,2000 ;光標超出屏幕？滾屏jl .set_cursorpush dspush esmov eax,video_ram_seg_selmov ds,eaxmov es,eaxcldmov esi,0xa0 ;小心！32位模式下movsb/w/d mov edi,0x00 ;使用的是esi/edi/ecx mov ecx,1920rep movsdmov bx,3840 ;清除屏幕最底一行mov ecx,80 ;32位程序應該使用ECX.cls:mov word[es:bx],0x0720add bx,2loop .clspop espop dsmov bx,1920.set_cursor:mov dx,0x3d4mov al,0x0eout dx,alinc dx ;0x3d5mov al,bhout dx,aldec dx ;0x3d4mov al,0x0fout dx,alinc dx ;0x3d5mov al,blout dx,alpopadret ;------------------------------------------------------------------------------- read_hard_disk_0: ;從硬盤讀取一個邏輯扇區;EAX=邏輯扇區號;DS:EBX=目標緩沖區地址;返回：EBX=EBX+512push eax push ecxpush edxpush eaxmov dx,0x1f2mov al,1out dx,al ;讀取的扇區數inc dx ;0x1f3pop eaxout dx,al ;LBA地址7~0inc dx ;0x1f4mov cl,8shr eax,clout dx,al ;LBA地址15~8inc dx ;0x1f5shr eax,clout dx,al ;LBA地址23~16inc dx ;0x1f6shr eax,clor al,0xe0 ;第一硬盤 LBA地址27~24out dx,alinc dx ;0x1f7mov al,0x20 ;讀命令out dx,al.waits:in al,dxand al,0x88cmp al,0x08jnz .waits ;不忙，且硬盤已準備好數據傳輸 mov ecx,256 ;總共要讀取的字數mov dx,0x1f0.readw:in ax,dxmov [ebx],axadd ebx,2loop .readwpop edxpop ecxpop eaxretf ;段間返回 ;------------------------------------------------------------------------------- ;匯編語言程序是極難一次成功，而且調試非常困難。這個例程可以提供幫助 put_hex_dword: ;在當前光標處以十六進制形式顯示;一個雙字并推進光標 ;輸入：EDX=要轉換并顯示的數字;輸出：無pushadpush dsmov ax,core_data_seg_sel ;切換到核心數據段 mov ds,axmov ebx,bin_hex ;指向核心數據段內的轉換表mov ecx,8.xlt: rol edx,4mov eax,edxand eax,0x0000000fxlatpush ecxmov cl,al call put_charpop ecxloop .xltpop dspopadretf;------------------------------------------------------------------------------- set_up_gdt_descriptor: ;在GDT內安裝一個新的描述符;輸入：EDX:EAX=描述符 ;輸出：CX=描述符的選擇子push eaxpush ebxpush edxpush dspush esmov ebx,core_data_seg_sel ;切換到核心數據段mov ds,ebxsgdt [pgdt] ;以便開始處理GDTmov ebx,mem_0_4_gb_seg_selmov es,ebxmovzx ebx,word [pgdt] ;GDT界限inc bx ;GDT總字節數，也是下一個描述符偏移add ebx,[pgdt+2] ;下一個描述符的線性地址mov [es:ebx],eaxmov [es:ebx+4],edxadd word [pgdt],8 ;增加一個描述符的大小lgdt [pgdt] ;對GDT的更改生效mov ax,[pgdt] ;得到GDT界限值xor dx,dxmov bx,8div bx ;除以8，去掉余數mov cx,axshl cx,3 ;將索引號移到正確位置pop espop dspop edxpop ebxpop eaxretf ;------------------------------------------------------------------------------- make_seg_descriptor: ;構造存儲器和系統的段描述符;輸入：EAX=線性基地址; EBX=段界限; ECX=屬性。各屬性位都在原始; 位置，無關的位清零 ;返回：EDX:EAX=描述符mov edx,eaxshl eax,16or ax,bx ;描述符前32位(EAX)構造完畢and edx,0xffff0000 ;清除基地址中無關的位rol edx,8bswap edx ;裝配基址的31~24和23~16 (80486+)xor bx,bxor edx,ebx ;裝配段界限的高4位or edx,ecx ;裝配屬性retf;------------------------------------------------------------------------------- make_gate_descriptor: ;構造門的描述符（調用門等）;輸入：EAX=門代碼在段內偏移地址; BX=門代碼所在段的選擇子 ; CX=段類型及屬性等（各屬; 性位都在原始位置）;返回：EDX:EAX=完整的描述符push ebxpush ecxmov edx,eaxand edx,0xffff0000 ;得到偏移地址高16位 or dx,cx ;組裝屬性部分到EDXand eax,0x0000ffff ;得到偏移地址低16位 shl ebx,16 or eax,ebx ;組裝段選擇子部分pop ecxpop ebxretf ;------------------------------------------------------------------------------- allocate_a_4k_page: ;分配一個4KB的頁;輸入：無;輸出：EAX=頁的物理地址push ebxpush ecxpush edxpush dsmov eax,core_data_seg_selmov ds,eaxxor eax,eax.b1:bts [page_bit_map],eaxjnc .b2inc eaxcmp eax,page_map_len*8jl .b1mov ebx,message_3call sys_routine_seg_sel:put_stringhlt ;沒有可以分配的頁，停機 .b2:shl eax,12 ;乘以4096（0x1000） pop dspop edxpop ecxpop ebxret;------------------------------------------------------------------------------- alloc_inst_a_page: ;分配一個頁，并安裝在當前活動的;層級分頁結構中;輸入：EBX=頁的線性地址push eaxpush ebxpush esipush dsmov eax,mem_0_4_gb_seg_selmov ds,eax;檢查該線性地址所對應的頁表是否存在mov esi,ebxand esi,0xffc00000shr esi,20 ;得到頁目錄索引，并乘以4 or esi,0xfffff000 ;頁目錄自身的線性地址+表內偏移 test dword [esi],0x00000001 ;P位是否為“1”。檢查該線性地址是 jnz .b1 ;否已經有對應的頁表;創建該線性地址所對應的頁表 call allocate_a_4k_page ;分配一個頁做為頁表 or eax,0x00000007mov [esi],eax ;在頁目錄中登記該頁表.b1:;開始訪問該線性地址所對應的頁表 mov esi,ebxshr esi,10and esi,0x003ff000 ;或者0xfffff000，因高10位是零 or esi,0xffc00000 ;得到該頁表的線性地址;得到該線性地址在頁表內的對應條目（頁表項） and ebx,0x003ff000shr ebx,10 ;相當于右移12位，再乘以4or esi,ebx ;頁表項的線性地址 call allocate_a_4k_page ;分配一個頁，這才是要安裝的頁or eax,0x00000007mov [esi],eax pop dspop esipop ebxpop eaxretf ;------------------------------------------------------------------------------- create_copy_cur_pdir: ;創建新頁目錄，并復制當前頁目錄內容;輸入：無;輸出：EAX=新頁目錄的物理地址 push dspush espush esipush edipush ebxpush ecxmov ebx,mem_0_4_gb_seg_selmov ds,ebxmov es,ebxcall allocate_a_4k_page mov ebx,eaxor ebx,0x00000007mov [0xfffffff8],ebxmov esi,0xfffff000 ;ESI->當前頁目錄的線性地址mov edi,0xffffe000 ;EDI->新頁目錄的線性地址mov ecx,1024 ;ECX=要復制的目錄項數cldrepe movsd pop ecxpop ebxpop edipop esipop espop dsretf;------------------------------------------------------------------------------- terminate_current_task: ;終止當前任務;注意，執行此例程時，當前任務仍在;運行中。此例程其實也是當前任務的;一部分 mov eax,core_data_seg_selmov ds,eaxpushfdpop edxtest dx,0100_0000_0000_0000B ;測試NT位jnz .b1 ;當前任務是嵌套的，到.b1執行iretd jmp far [program_man_tss] ;程序管理器任務 .b1: iretdsys_routine_end:;=============================================================================== SECTION core_data vstart=0 ;系統核心的數據段 ;------------------------------------------------------------------------------- pgdt dw 0 ;用于設置和修改GDT dd 0page_bit_map db 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0x55,0x55,0xffdb 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xffdb 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xffdb 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xffdb 0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00page_map_len equ $-page_bit_map;符號地址檢索表salt:salt_1 db '@PrintString'times 256-($-salt_1) db 0dd put_stringdw sys_routine_seg_selsalt_2 db '@ReadDiskData'times 256-($-salt_2) db 0dd read_hard_disk_0dw sys_routine_seg_selsalt_3 db '@PrintDwordAsHexString'times 256-($-salt_3) db 0dd put_hex_dworddw sys_routine_seg_selsalt_4 db '@TerminateProgram'times 256-($-salt_4) db 0dd terminate_current_taskdw sys_routine_seg_selsalt_item_len equ $-salt_4salt_items equ ($-salt)/salt_item_lenmessage_0 db ' Working in system core,protect mode.'db 0x0d,0x0a,0message_1 db ' Paging is enabled.System core is mapped to'db ' address 0x80000000.',0x0d,0x0a,0message_2 db 0x0d,0x0adb ' System wide CALL-GATE mounted.',0x0d,0x0a,0message_3 db '********No more pages********',0message_4 db 0x0d,0x0a,' Task switching...@_@',0x0d,0x0a,0message_5 db 0x0d,0x0a,' Processor HALT.',0bin_hex db '0123456789ABCDEF';put_hex_dword子過程用的查找表 core_buf times 512 db 0 ;內核用的緩沖區cpu_brnd0 db 0x0d,0x0a,' ',0cpu_brand times 52 db 0cpu_brnd1 db 0x0d,0x0a,0x0d,0x0a,0;任務控制塊鏈tcb_chain dd 0;內核信息core_next_laddr dd 0x80100000 ;內核空間中下一個可分配的線性地址 program_man_tss dd 0 ;程序管理器的TSS描述符選擇子 dw 0core_data_end:;=============================================================================== SECTION core_code vstart=0 ;------------------------------------------------------------------------------- fill_descriptor_in_ldt: ;在LDT內安裝一個新的描述符;輸入：EDX:EAX=描述符; EBX=TCB基地址;輸出：CX=描述符的選擇子push eaxpush edxpush edipush dsmov ecx,mem_0_4_gb_seg_selmov ds,ecxmov edi,[ebx+0x0c] ;獲得LDT基地址xor ecx,ecxmov cx,[ebx+0x0a] ;獲得LDT界限inc cx ;LDT的總字節數，即新描述符偏移地址mov [edi+ecx+0x00],eaxmov [edi+ecx+0x04],edx ;安裝描述符add cx,8 dec cx ;得到新的LDT界限值 mov [ebx+0x0a],cx ;更新LDT界限值到TCBmov ax,cxxor dx,dxmov cx,8div cxmov cx,axshl cx,3 ;左移3位，并且or cx,0000_0000_0000_0100B ;使TI位=1，指向LDT，最后使RPL=00 pop dspop edipop edxpop eaxret;------------------------------------------------------------------------------- load_relocate_program: ;加載并重定位用戶程序;輸入: PUSH 邏輯扇區號; PUSH 任務控制塊基地址;輸出：無 pushadpush dspush esmov ebp,esp ;為訪問通過堆棧傳遞的參數做準備mov ecx,mem_0_4_gb_seg_selmov es,ecx;清空當前頁目錄的前半部分（對應低2GB的局部地址空間） mov ebx,0xfffff000xor esi,esi.b1:mov dword [es:ebx+esi*4],0x00000000inc esicmp esi,512jl .b1;以下開始分配內存并加載用戶程序mov eax,core_data_seg_selmov ds,eax ;切換DS到內核數據段mov eax,[ebp+12*4] ;從堆棧中取出用戶程序起始扇區號mov ebx,core_buf ;讀取程序頭部數據call sys_routine_seg_sel:read_hard_disk_0;以下判斷整個程序有多大mov eax,[core_buf] ;程序尺寸mov ebx,eaxand ebx,0xfffff000 ;使之4KB對齊 add ebx,0x1000 test eax,0x00000fff ;程序的大小正好是4KB的倍數嗎? cmovnz eax,ebx ;不是。使用湊整的結果mov ecx,eaxshr ecx,12 ;程序占用的總4KB頁數 mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;切換DS到0-4GB的段mov ds,eaxmov eax,[ebp+12*4] ;起始扇區號mov esi,[ebp+11*4] ;從堆棧中取得TCB的基地址.b2:mov ebx,[es:esi+0x06] ;取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagepush ecxmov ecx,8.b3:call sys_routine_seg_sel:read_hard_disk_0inc eaxloop .b3pop ecxloop .b2;在內核地址空間內創建用戶任務的TSSmov eax,core_data_seg_sel ;切換DS到內核數據段mov ds,eaxmov ebx,[core_next_laddr] ;用戶任務的TSS必須在全局空間上分配 call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pageadd dword [core_next_laddr],4096mov [es:esi+0x14],ebx ;在TCB中填寫TSS的線性地址 mov word [es:esi+0x12],103 ;在TCB中填寫TSS的界限值 ;在用戶任務的局部地址空間內創建LDT mov ebx,[es:esi+0x06] ;從TCB中取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagemov [es:esi+0x0c],ebx ;填寫LDT線性地址到TCB中 ;建立程序代碼段描述符mov eax,0x00000000mov ebx,0x000fffff mov ecx,0x00c0f800 ;4KB粒度的代碼段描述符，特權級3call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptormov ebx,esi ;TCB的基地址call fill_descriptor_in_ldtor cx,0000_0000_0000_0011B ;設置選擇子的特權級為3mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+76],cx ;填寫TSS的CS域 ;建立程序數據段描述符mov eax,0x00000000mov ebx,0x000fffff mov ecx,0x00c0f200 ;4KB粒度的數據段描述符，特權級3call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptormov ebx,esi ;TCB的基地址call fill_descriptor_in_ldtor cx,0000_0000_0000_0011B ;設置選擇子的特權級為3mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+84],cx ;填寫TSS的DS域 mov [es:ebx+72],cx ;填寫TSS的ES域mov [es:ebx+88],cx ;填寫TSS的FS域mov [es:ebx+92],cx ;填寫TSS的GS域;將數據段作為用戶任務的3特權級固有堆棧 mov ebx,[es:esi+0x06] ;從TCB中取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagemov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+80],cx ;填寫TSS的SS域mov edx,[es:esi+0x06] ;堆棧的高端線性地址 mov [es:ebx+56],edx ;填寫TSS的ESP域 ;在用戶任務的局部地址空間內創建0特權級堆棧mov ebx,[es:esi+0x06] ;從TCB中取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagemov eax,0x00000000mov ebx,0x000fffffmov ecx,0x00c09200 ;4KB粒度的堆棧段描述符，特權級0call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptormov ebx,esi ;TCB的基地址call fill_descriptor_in_ldtor cx,0000_0000_0000_0000B ;設置選擇子的特權級為0mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+8],cx ;填寫TSS的SS0域mov edx,[es:esi+0x06] ;堆棧的高端線性地址mov [es:ebx+4],edx ;填寫TSS的ESP0域 ;在用戶任務的局部地址空間內創建1特權級堆棧mov ebx,[es:esi+0x06] ;從TCB中取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagemov eax,0x00000000mov ebx,0x000fffffmov ecx,0x00c0b200 ;4KB粒度的堆棧段描述符，特權級1call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptormov ebx,esi ;TCB的基地址call fill_descriptor_in_ldtor cx,0000_0000_0000_0001B ;設置選擇子的特權級為1mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+16],cx ;填寫TSS的SS1域mov edx,[es:esi+0x06] ;堆棧的高端線性地址mov [es:ebx+12],edx ;填寫TSS的ESP1域 ;在用戶任務的局部地址空間內創建2特權級堆棧mov ebx,[es:esi+0x06] ;從TCB中取得可用的線性地址add dword [es:esi+0x06],0x1000call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pagemov eax,0x00000000mov ebx,0x000fffffmov ecx,0x00c0d200 ;4KB粒度的堆棧段描述符，特權級2call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptormov ebx,esi ;TCB的基地址call fill_descriptor_in_ldtor cx,0000_0000_0000_0010B ;設置選擇子的特權級為2mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+24],cx ;填寫TSS的SS2域mov edx,[es:esi+0x06] ;堆棧的高端線性地址mov [es:ebx+20],edx ;填寫TSS的ESP2域 ;重定位SALT mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;訪問任務的4GB虛擬地址空間時用 mov es,eax mov eax,core_data_seg_selmov ds,eaxcldmov ecx,[es:0x0c] ;U-SALT條目數 mov edi,[es:0x08] ;U-SALT在4GB空間內的偏移 .b4:push ecxpush edimov ecx,salt_itemsmov esi,salt.b5:push edipush esipush ecxmov ecx,64 ;檢索表中，每條目的比較次數 repe cmpsd ;每次比較4字節 jnz .b6mov eax,[esi] ;若匹配，則esi恰好指向其后的地址mov [es:edi-256],eax ;將字符串改寫成偏移地址 mov ax,[esi+4]or ax,0000000000000011B ;以用戶程序自己的特權級使用調用門;故RPL=3 mov [es:edi-252],ax ;回填調用門選擇子 .b6:pop ecxpop esiadd esi,salt_item_lenpop edi ;從頭比較 loop .b5pop ediadd edi,256pop ecxloop .b4;在GDT中登記LDT描述符mov esi,[ebp+11*4] ;從堆棧中取得TCB的基地址mov eax,[es:esi+0x0c] ;LDT的起始線性地址movzx ebx,word [es:esi+0x0a] ;LDT段界限mov ecx,0x00408200 ;LDT描述符，特權級0call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptorcall sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptormov [es:esi+0x10],cx ;登記LDT選擇子到TCB中mov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov [es:ebx+96],cx ;填寫TSS的LDT域 mov word [es:ebx+0],0 ;反向鏈=0mov dx,[es:esi+0x12] ;段長度（界限）mov [es:ebx+102],dx ;填寫TSS的I/O位圖偏移域 mov word [es:ebx+100],0 ;T=0mov eax,[es:0x04] ;從任務的4GB地址空間獲取入口點 mov [es:ebx+32],eax ;填寫TSS的EIP域 pushfdpop edxmov [es:ebx+36],edx ;填寫TSS的EFLAGS域 ;在GDT中登記TSS描述符mov eax,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的起始線性地址movzx ebx,word [es:esi+0x12] ;段長度（界限）mov ecx,0x00408900 ;TSS描述符，特權級0call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptorcall sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptormov [es:esi+0x18],cx ;登記TSS選擇子到TCB;創建用戶任務的頁目錄;注意！頁的分配和使用是由頁位圖決定的，可以不占用線性地址空間 call sys_routine_seg_sel:create_copy_cur_pdirmov ebx,[es:esi+0x14] ;從TCB中獲取TSS的線性地址mov dword [es:ebx+28],eax ;填寫TSS的CR3(PDBR)域pop es ;恢復到調用此過程前的es段 pop ds ;恢復到調用此過程前的ds段popadret 8 ;丟棄調用本過程前壓入的參數 ;------------------------------------------------------------------------------- append_to_tcb_link: ;在TCB鏈上追加任務控制塊;輸入：ECX=TCB線性基地址push eaxpush edxpush dspush esmov eax,core_data_seg_sel ;令DS指向內核數據段 mov ds,eaxmov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;令ES指向0..4GB段mov es,eaxmov dword [es: ecx+0x00],0 ;當前TCB指針域清零，以指示這是最;后一個TCBmov eax,[tcb_chain] ;TCB表頭指針or eax,eax ;鏈表為空？jz .notcb .searc:mov edx,eaxmov eax,[es: edx+0x00]or eax,eax jnz .searcmov [es: edx+0x00],ecxjmp .retpc.notcb: mov [tcb_chain],ecx ;若為空表，直接令表頭指針指向TCB.retpc:pop espop dspop edxpop eaxret;------------------------------------------------------------------------------- start:mov ecx,core_data_seg_sel ;令DS指向核心數據段 mov ds,ecxmov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel ;令ES指向4GB數據段 mov es,ecxmov ebx,message_0 call sys_routine_seg_sel:put_string;顯示處理器品牌信息 mov eax,0x80000002cpuidmov [cpu_brand + 0x00],eaxmov [cpu_brand + 0x04],ebxmov [cpu_brand + 0x08],ecxmov [cpu_brand + 0x0c],edxmov eax,0x80000003cpuidmov [cpu_brand + 0x10],eaxmov [cpu_brand + 0x14],ebxmov [cpu_brand + 0x18],ecxmov [cpu_brand + 0x1c],edxmov eax,0x80000004cpuidmov [cpu_brand + 0x20],eaxmov [cpu_brand + 0x24],ebxmov [cpu_brand + 0x28],ecxmov [cpu_brand + 0x2c],edxmov ebx,cpu_brnd0 ;顯示處理器品牌信息 call sys_routine_seg_sel:put_stringmov ebx,cpu_brandcall sys_routine_seg_sel:put_stringmov ebx,cpu_brnd1call sys_routine_seg_sel:put_string;準備打開分頁機制;創建系統內核的頁目錄表PDT;頁目錄表清零 mov ecx,1024 ;1024個目錄項mov ebx,0x00020000 ;頁目錄的物理地址xor esi,esi.b1:mov dword [es:ebx+esi],0x00000000 ;頁目錄表項清零 add esi,4loop .b1;在頁目錄內創建指向頁目錄自己的目錄項mov dword [es:ebx+4092],0x00020003 ;在頁目錄內創建與線性地址0x00000000對應的目錄項mov dword [es:ebx+0],0x00021003 ;寫入目錄項（頁表的物理地址和屬性） ;創建與上面那個目錄項相對應的頁表，初始化頁表項 mov ebx,0x00021000 ;頁表的物理地址xor eax,eax ;起始頁的物理地址 xor esi,esi.b2: mov edx,eaxor edx,0x00000003 mov [es:ebx+esi*4],edx ;登記頁的物理地址add eax,0x1000 ;下一個相鄰頁的物理地址 inc esicmp esi,256 ;僅低端1MB內存對應的頁才是有效的 jl .b2.b3: ;其余的頁表項置為無效mov dword [es:ebx+esi*4],0x00000000 inc esicmp esi,1024jl .b3 ;令CR3寄存器指向頁目錄，并正式開啟頁功能 mov eax,0x00020000 ;PCD=PWT=0mov cr3,eaxmov eax,cr0or eax,0x80000000mov cr0,eax ;開啟分頁機制;在頁目錄內創建與線性地址0x80000000對應的目錄項mov ebx,0xfffff000 ;頁目錄自己的線性地址 mov esi,0x80000000 ;映射的起始地址shr esi,22 ;線性地址的高10位是目錄索引shl esi,2mov dword [es:ebx+esi],0x00021003 ;寫入目錄項（頁表的物理地址和屬性）;目標單元的線性地址為0xFFFFF200;將GDT中的段描述符映射到線性地址0x80000000sgdt [pgdt]mov ebx,[pgdt+2]or dword [es:ebx+0x10+4],0x80000000or dword [es:ebx+0x18+4],0x80000000or dword [es:ebx+0x20+4],0x80000000or dword [es:ebx+0x28+4],0x80000000or dword [es:ebx+0x30+4],0x80000000or dword [es:ebx+0x38+4],0x80000000add dword [pgdt+2],0x80000000 ;GDTR也用的是線性地址 lgdt [pgdt]jmp core_code_seg_sel:flush ;刷新段寄存器CS，啟用高端線性地址 flush:mov eax,core_stack_seg_selmov ss,eaxmov eax,core_data_seg_selmov ds,eaxmov ebx,message_1call sys_routine_seg_sel:put_string;以下開始安裝為整個系統服務的調用門。特權級之間的控制轉移必須使用門mov edi,salt ;C-SALT表的起始位置 mov ecx,salt_items ;C-SALT表的條目數量 .b4:push ecx mov eax,[edi+256] ;該條目入口點的32位偏移地址 mov bx,[edi+260] ;該條目入口點的段選擇子 mov cx,1_11_0_1100_000_00000B ;特權級3的調用門(3以上的特權級才;允許訪問)，0個參數(因為用寄存器;傳遞參數，而沒有用棧) call sys_routine_seg_sel:make_gate_descriptorcall sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptormov [edi+260],cx ;將返回的門描述符選擇子回填add edi,salt_item_len ;指向下一個C-SALT條目 pop ecxloop .b4;對門進行測試 mov ebx,message_2call far [salt_1+256] ;通過門顯示信息(偏移量將被忽略) ;為程序管理器的TSS分配內存空間mov ebx,[core_next_laddr]call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pageadd dword [core_next_laddr],4096;在程序管理器的TSS中設置必要的項目 mov word [es:ebx+0],0 ;反向鏈=0mov eax,cr3mov dword [es:ebx+28],eax ;登記CR3(PDBR)mov word [es:ebx+96],0 ;沒有LDT。處理器允許沒有LDT的任務。mov word [es:ebx+100],0 ;T=0mov word [es:ebx+102],103 ;沒有I/O位圖。0特權級事實上不需要。;創建程序管理器的TSS描述符，并安裝到GDT中 mov eax,ebx ;TSS的起始線性地址mov ebx,103 ;段長度（界限）mov ecx,0x00408900 ;TSS描述符，特權級0call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptorcall sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptormov [program_man_tss+4],cx ;保存程序管理器的TSS描述符選擇子 ;任務寄存器TR中的內容是任務存在的標志，該內容也決定了當前任務是誰。;下面的指令為當前正在執行的0特權級任務“程序管理器”后補手續（TSS）。ltr cx;現在可認為“程序管理器”任務正執行中;創建用戶任務的任務控制塊 mov ebx,[core_next_laddr]call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_pageadd dword [core_next_laddr],4096mov dword [es:ebx+0x06],0 ;用戶任務局部空間的分配從0開始。mov word [es:ebx+0x0a],0xffff ;登記LDT初始的界限到TCB中mov ecx,ebxcall append_to_tcb_link ;將此TCB添加到TCB鏈中 push dword 50 ;用戶程序位于邏輯50扇區push ecx ;壓入任務控制塊起始線性地址 call load_relocate_program mov ebx,message_4call sys_routine_seg_sel:put_stringcall far [es:ecx+0x14] ;執行任務切換。mov ebx,message_5call sys_routine_seg_sel:put_stringhltcore_code_end:;------------------------------------------------------------------------------- SECTION core_trail ;------------------------------------------------------------------------------- core_end:

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【OS学习笔记】三十二 保护模式九：分页机制对应的汇编代码之---内核代码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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