问题1
为何开启 A20,以及如何开启 A20
为了与早期的pc机兼容,物理地址线20(实模式)置于低位不能使用。所以超过1MB的地址,默认就会返回到地址0。寻址空间只有1MB。
开启A20:
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| seta20.1:
inb $0x64, %al # Wait for not busy(8042 input buffer empty).
testb $0x2, %al
jnz seta20.1
movb $0xd1, %al # 0xd1 -> port 0x64
outb %al, $0x64 # 0xd1 means: write data to 8042's P2 port
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从0x64端口读入一个字节的数据到al中,如果a1第二位不为0,则跳转到seta20.1接着执行检查a1的第二位是不是0。将0xd1写入到al中,再将al中的数据写入到端口0x64中。
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| seta20.2:
inb $0x64, %al # Wait for not busy(8042 input buffer empty).
testb $0x2, %al
jnz seta20.2
movb $0xdf, %al # 0xdf -> port 0x60
outb %al, $0x60 # 0xdf = 11011111, means set P2's A20 bit(the 1 bit) to 1
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从0x64端口读入一个字节的数据到al中,如果a1第二位不为0,则跳转到seta20.2接着执行检查a1的第二位是不是0。将0xdf写入到al中,再将al中的数据写入到端口0x60中。
如何初始化GDT表
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| #define SEG_NULLASM \
.word 0, 0; \
.byte 0, 0, 0, 0
#define SEG_ASM(type,base,lim) \
.word (((lim) >> 12) & 0xffff), ((base) & 0xffff); \
.byte (((base) >> 16) & 0xff), (0x90 | (type)), \
(0xC0 | (((lim) >> 28) & 0xf)), (((base) >> 24) & 0xff)
gdt:
SEG_NULLASM # null seg
SEG_ASM(STA_X|STA_R, 0x0, 0xffffffff) # code seg for bootloader and kernel
SEG_ASM(STA_W, 0x0, 0xffffffff) # data seg for bootloader and kernel
#初始化空段,代码段和数据段
gdtdesc:
.word 0x17 # sizeof(gdt) - 1
.long gdt # address gdt
#gdt大小和地址
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在该文件的第十行定义了 CR0_PE_ON 变量等于 1 ,加载全局描述符寄存器gdtr,通过lgdt指令将全局描述符入口地址装入gdtr寄存器中。然后将控制寄存器cr0的值装载入eax中,将eax的值设置为1,然后将eax的值装载入cr0中,cr0为1时代表进入保护模式。
如何使能和进入保护模式
翻译下面代码注释得到以下结论
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| lgdt gdtdesc
movl %cr0, %eax
orl $CR0_PE_ON, %eax
movl %eax, %cr0
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先将A20开启进入32位寻址模式,然后初始化GDT表,然后设置cr0控制寄存器为1,表示进入保护模式,然后跳转到32位模式中的下一条指令将处理器切换为32位工作模式,设置数据段寄存器,设置栈指针,并且调用bootmain函数。
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| # Jump to next instruction, but in 32-bit code segment.
# Switches processor into 32-bit mode.
ljmp $PROT_MODE_CSEG, $protcseg
.code32 # Assemble for 32-bit mode
protcseg:
# Set up the protected-mode data segment registers
movw $PROT_MODE_DSEG, %ax # Our data segment selector
movw %ax, %ds # -> DS: Data Segment
movw %ax, %es # -> ES: Extra Segment
movw %ax, %fs # -> FS
movw %ax, %gs # -> GS
movw %ax, %ss # -> SS: Stack Segment
# Set up the stack pointer and call into C. The stack region is from 0--start(0x7c00)
movl $0x0, %ebp
movl $start, %esp
call bootmain
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