第16章分页机制
386层次化分页结构
- 页目录\页表\页
页目录 页表 都占用4KB的页,1024个项,每个项4Byte大小
页目录指向1024个页表,一个页表指向1024个页,一个页大小4KB,总的寻址大小是1024*1024*4KB=4GB
在CR0中开启分页机制后,cpu段部件给出的地址不再是物理地址,称线性地址,需要经过页部件的转换为物理地址
- 线性地址如何转换为物理地址
CR3寄存器存页目录PDT的起始物理地址
因为标准页是4KB,所以所有地址的低端12bit都是0，等会用作偏移量用
将4KB的线性地址分成10+10+12bit的结构
- 10:
2^10=1024刚好可以代表所有的页目录项CR3+x*4 = 对应的目录项
然后取出目录项中的地址
- 10:
2^10=1024刚好可以代表所有的页表项刚刚从目录项取出的物理地址+4*x = 页表项的地址
从页表项中得到对应页的物理地址
- 12
线性地址最后12bit是在一个4KB页中的偏移量,
2^12=4KB，刚好一个页的所有内容都可以访问到
页目录项和页表项格式
可以看到低端12bit和地址无关(4KB对齐)
P:=1表示存在内存中,
RW:=0只能读,=1读写
US(user/supervisor):=1所有特权级都能访问,=0，3特权级程序不能访问
A:access
D:脏
怎么使用页?
认为每个任务有4GB的虚拟内存空间(连续的),将使用到的线性地址(数据段内存段)在页目录表和页表中注册,
怎么进入内核的例程:
可以将任务的4GB的高2GB分给内核,即任务的高2GB页目录对应的指向内核的页表,
core_code_seg_sel equ 0x38 ;内核代码段选择子
core_data_seg_sel equ 0x30 ;内核数据段选择子
sys_routine_seg_sel equ 0x28 ;系统公共例程代码段的选择子
video_ram_seg_sel equ 0x20 ;视频显示缓冲区的段选择子
core_stack_seg_sel equ 0x18 ;内核堆栈段选择子
mem_0_4_gb_seg_sel equ 0x08 ;整个0-4GB内存的段的选择子
;-------------------------------------------------------------------------------
;以下是系统核心的头部，用于加载核心程序
core_length dd core_end ;核心程序总长度#00
sys_routine_seg dd section.sys_routine.start
;系统公用例程段位置#04
core_data_seg dd section.core_data.start
;核心数据段位置#08
core_code_seg dd section.core_code.start
;核心代码段位置#0c
core_entry dd start ;核心代码段入口点#10
dw core_code_seg_sel
;===============================================================================
[bits 32]
;===============================================================================
SECTION sys_routine vstart=0 ;系统公共例程代码段
;-------------------------------------------------------------------------------
;字符串显示例程
put_string: ;显示0终止的字符串并移动光标
;输入：DS:EBX=串地址
push ecx
.getc:
mov cl,[ebx]
or cl,cl
jz .exit
call put_char
inc ebx
jmp .getc
.exit:
pop ecx
retf ;段间返回
;-------------------------------------------------------------------------------
put_char: ;在当前光标处显示一个字符,并推进
;光标。仅用于段内调用
;输入：CL=字符ASCII码
pushad
;以下取当前光标位置
mov dx,0x3d4
mov al,0x0e
out dx,al
inc dx ;0x3d5
in al,dx ;高字
mov ah,al
dec dx ;0x3d4
mov al,0x0f
out dx,al
inc dx ;0x3d5
in al,dx ;低字
mov bx,ax ;BX=代表光标位置的16位数
cmp cl,0x0d ;回车符？
jnz .put_0a
mov ax,bx
mov bl,80
div bl
mul bl
mov bx,ax
jmp .set_cursor
.put_0a:
cmp cl,0x0a ;换行符？
jnz .put_other
add bx,80
jmp .roll_screen
.put_other: ;正常显示字符
push es
mov eax,video_ram_seg_sel ;0x800b8000段的选择子
mov es,eax
shl bx,1
mov [es:bx],cl
pop es
;以下将光标位置推进一个字符
shr bx,1
inc bx
.roll_screen:
cmp bx,2000 ;光标超出屏幕？滚屏
jl .set_cursor
push ds
push es
mov eax,video_ram_seg_sel
mov ds,eax
mov es,eax
cld
mov esi,0xa0 ;小心！32位模式下movsb/w/d
mov edi,0x00 ;使用的是esi/edi/ecx
mov ecx,1920
rep movsd
mov bx,3840 ;清除屏幕最底一行
mov ecx,80 ;32位程序应该使用ECX
.cls:
mov word[es:bx],0x0720
add bx,2
loop .cls
pop es
pop ds
mov bx,1920
.set_cursor:
mov dx,0x3d4
mov al,0x0e
out dx,al
inc dx ;0x3d5
mov al,bh
out dx,al
dec dx ;0x3d4
mov al,0x0f
out dx,al
inc dx ;0x3d5
mov al,bl
out dx,al
popad
ret
;-------------------------------------------------------------------------------
read_hard_disk_0: ;从硬盘读取一个逻辑扇区
;EAX=逻辑扇区号
;DS:EBX=目标缓冲区地址
;返回：EBX=EBX+512
push eax
push ecx
push edx
push eax
mov dx,0x1f2
mov al,1
out dx,al ;读取的扇区数
inc dx ;0x1f3
pop eax
out dx,al ;LBA地址7~0
inc dx ;0x1f4
mov cl,8
shr eax,cl
out dx,al ;LBA地址15~8
inc dx ;0x1f5
shr eax,cl
out dx,al ;LBA地址23~16
inc dx ;0x1f6
shr eax,cl
or al,0xe0 ;第一硬盘 LBA地址27~24
out dx,al
inc dx ;0x1f7
mov al,0x20 ;读命令
out dx,al
.waits:
in al,dx
and al,0x88
cmp al,0x08
jnz .waits ;不忙，且硬盘已准备好数据传输
mov ecx,256 ;总共要读取的字数
mov dx,0x1f0
.readw:
in ax,dx
mov [ebx],ax
add ebx,2
loop .readw
pop edx
pop ecx
pop eax
retf ;段间返回
;-------------------------------------------------------------------------------
;汇编语言程序是极难一次成功，而且调试非常困难。这个例程可以提供帮助
put_hex_dword: ;在当前光标处以十六进制形式显示
;一个双字并推进光标
;输入：EDX=要转换并显示的数字
;输出：无
pushad
push ds
mov ax,core_data_seg_sel ;切换到核心数据段
mov ds,ax
mov ebx,bin_hex ;指向核心数据段内的转换表
mov ecx,8
.xlt:
rol edx,4
mov eax,edx
and eax,0x0000000f
xlat
push ecx
mov cl,al
call put_char
pop ecx
loop .xlt
pop ds
popad
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
set_up_gdt_descriptor: ;在GDT内安装一个新的描述符
;输入：EDX:EAX=描述符
;输出：CX=描述符的选择子
push eax
push ebx
push edx
push ds
push es
mov ebx,core_data_seg_sel ;切换到核心数据段
mov ds,ebx
sgdt [pgdt] ;以便开始处理GDT
mov ebx,mem_0_4_gb_seg_sel
mov es,ebx
movzx ebx,word [pgdt] ;GDT界限
inc bx ;GDT总字节数，也是下一个描述符偏移
add ebx,[pgdt+2] ;下一个描述符的线性地址
mov [es:ebx],eax
mov [es:ebx+4],edx
add word [pgdt],8 ;增加一个描述符的大小
lgdt [pgdt] ;对GDT的更改生效
mov ax,[pgdt] ;得到GDT界限值
xor dx,dx
mov bx,8
div bx ;除以8，去掉余数
mov cx,ax
shl cx,3 ;将索引号移到正确位置
pop es
pop ds
pop edx
pop ebx
pop eax
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
make_seg_descriptor: ;构造存储器和系统的段描述符
;输入：EAX=线性基地址
; EBX=段界限
; ECX=属性。各属性位都在原始
; 位置，无关的位清零
;返回：EDX:EAX=描述符
mov edx,eax
shl eax,16
or ax,bx ;描述符前32位(EAX)构造完毕
and edx,0xffff0000 ;清除基地址中无关的位
rol edx,8
bswap edx ;装配基址的31~24和23~16 (80486+)
xor bx,bx
or edx,ebx ;装配段界限的高4位
or edx,ecx ;装配属性
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
make_gate_descriptor: ;构造门的描述符（调用门等）
;输入：EAX=门代码在段内偏移地址
; BX=门代码所在段的选择子
; CX=段类型及属性等（各属
; 性位都在原始位置）
;返回：EDX:EAX=完整的描述符
push ebx
push ecx
mov edx,eax
and edx,0xffff0000 ;得到偏移地址高16位
or dx,cx ;组装属性部分到EDX
and eax,0x0000ffff ;得到偏移地址低16位
shl ebx,16
or eax,ebx ;组装段选择子部分
pop ecx
pop ebx
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
allocate_a_4k_page: ;分配一个4KB的页
;输入：无
;输出：EAX=页的物理地址
push ebx
push ecx
push edx
push ds
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
xor eax,eax
.b1:
bts [page_bit_map],eax
jnc .b2
inc eax
cmp eax,page_map_len*8
jl .b1
mov ebx,message_3
call sys_routine_seg_sel:put_string
hlt ;没有可以分配的页，停机
.b2:
shl eax,12 ;乘以4096（0x1000）
pop ds
pop edx
pop ecx
pop ebx
ret
;-------------------------------------------------------------------------------
alloc_inst_a_page: ;分配一个页，并安装在当前活动的
;层级分页结构中
;输入：EBX=页的线性地址
push eax
push ebx
push esi
push ds
mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel
mov ds,eax
;检查该线性地址所对应的页表是否存在
mov esi,ebx
and esi,0xffc00000
shr esi,20 ;得到页目录索引，并乘以4
or esi,0xfffff000 ;页目录自身的线性地址+表内偏移
test dword [esi],0x00000001 ;P位是否为“1”。检查该线性地址是
jnz .b1 ;否已经有对应的页表
;创建该线性地址所对应的页表
call allocate_a_4k_page ;分配一个页做为页表
or eax,0x00000007
mov [esi],eax ;在页目录中登记该页表
.b1:
;开始访问该线性地址所对应的页表
mov esi,ebx
shr esi,10
and esi,0x003ff000 ;或者0xfffff000，因高10位是零
or esi,0xffc00000 ;得到该页表的线性地址
;得到该线性地址在页表内的对应条目（页表项）
and ebx,0x003ff000
shr ebx,10 ;相当于右移12位，再乘以4
or esi,ebx ;页表项的线性地址
call allocate_a_4k_page ;分配一个页，这才是要安装的页
or eax,0x00000007
mov [esi],eax
pop ds
pop esi
pop ebx
pop eax
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
create_copy_cur_pdir: ;创建新页目录，并复制当前页目录内容
;输入：无
;输出：EAX=新页目录的物理地址
push ds
push es
push esi
push edi
push ebx
push ecx
mov ebx,mem_0_4_gb_seg_sel
mov ds,ebx
mov es,ebx
call allocate_a_4k_page
mov ebx,eax
or ebx,0x00000007
mov [0xfffffff8],ebx
mov esi,0xfffff000 ;ESI->当前页目录的线性地址
mov edi,0xffffe000 ;EDI->新页目录的线性地址
mov ecx,1024 ;ECX=要复制的目录项数
cld
repe movsd
pop ecx
pop ebx
pop edi
pop esi
pop es
pop ds
retf
;-------------------------------------------------------------------------------
terminate_current_task: ;终止当前任务
;注意，执行此例程时，当前任务仍在
;运行中。此例程其实也是当前任务的
;一部分
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
pushfd
pop edx
test dx,0100_0000_0000_0000B ;测试NT位
jnz .b1 ;当前任务是嵌套的，到.b1执行iretd
jmp far [program_man_tss] ;程序管理器任务
.b1:
iretd
sys_routine_end:
;===============================================================================
SECTION core_data vstart=0 ;系统核心的数据段
;-------------------------------------------------------------------------------
pgdt dw 0 ;用于设置和修改GDT
dd 0
page_bit_map db 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0x55,0x55,0xff
db 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff
db 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff
db 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff
db 0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55,0x55
db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
db 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
page_map_len equ $-page_bit_map
;符号地址检索表
salt:
salt_1 db '@PrintString'
times 256-($-salt_1) db 0
dd put_string
dw sys_routine_seg_sel
salt_2 db '@ReadDiskData'
times 256-($-salt_2) db 0
dd read_hard_disk_0
dw sys_routine_seg_sel
salt_3 db '@PrintDwordAsHexString'
times 256-($-salt_3) db 0
dd put_hex_dword
dw sys_routine_seg_sel
salt_4 db '@TerminateProgram'
times 256-($-salt_4) db 0
dd terminate_current_task
dw sys_routine_seg_sel
salt_item_len equ $-salt_4
salt_items equ ($-salt)/salt_item_len
message_0 db ' Working in system core,protect mode.'
db 0x0d,0x0a,0
message_1 db ' Paging is enabled.System core is mapped to'
db ' address 0x80000000.',0x0d,0x0a,0
message_2 db 0x0d,0x0a
db ' System wide CALL-GATE mounted.',0x0d,0x0a,0
message_3 db '********No more pages********',0
message_4 db 0x0d,0x0a,' Task switching...@_@',0x0d,0x0a,0
message_5 db 0x0d,0x0a,' Processor HALT.',0
bin_hex db '0123456789ABCDEF'
;put_hex_dword子过程用的查找表
core_buf times 512 db 0 ;内核用的缓冲区
cpu_brnd0 db 0x0d,0x0a,' ',0
cpu_brand times 52 db 0
cpu_brnd1 db 0x0d,0x0a,0x0d,0x0a,0
;任务控制块链
tcb_chain dd 0
;内核信息
core_next_laddr dd 0x80100000 ;内核空间中下一个可分配的线性地址
program_man_tss dd 0 ;程序管理器的TSS描述符选择子
dw 0
core_data_end:
;例程和内核数据段没有问题,
SECTION core_code vstart=0
;在LDT中安装一个新的描述符,EDX:EAX,EBX=TCB基地址,输出CX=描述符选择子
fill_descriptor_in_ldt:
push eax
push edx
push edi
push ds
mov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel
mov ds,ecx
mov edi,[ebx+0x0c] ;通过TCB获得LDT基地址
xor ecx,ecx
mov cx,[ebx+0x0a] ;LDT界限
inc cx ;
mov [edi+ecx+0x00],eax
mov [edi+ecx+0x04],edx ;安装描述符
add cx,8
dec cx
mov [ebx+0x0a],cx
mov ax,cx
xor dx,dx
mov cx,8
div cx
mov cx,ax
shl cx,3
or cx,0000_0000_0000_0100B
pop ds
pop edi
pop edx
pop eax
ret
append_to_tcb_link: ;在TCB链上追加任务控制块
;输入：ECX=TCB线性基地址
push eax
push edx
push ds
push es
mov eax,core_data_seg_sel ;令DS指向内核数据段
mov ds,eax
mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;令ES指向0..4GB段
mov es,eax
mov dword [es: ecx+0x00],0 ;当前TCB指针域清零，以指示这是最
;后一个TCB
mov eax,[tcb_chain] ;TCB表头指针
or eax,eax ;链表为空？
jz .notcb
.searc:
mov edx,eax
mov eax,[es: edx+0x00]
or eax,eax
jnz .searc
mov [es: edx+0x00],ecx
jmp .retpc
.notcb:
mov [tcb_chain],ecx ;若为空表，直接令表头指针指向TCB
.retpc:
pop es
pop ds
pop edx
pop eax
ret
load_relocate_program:
pushad
push ds
push es
mov ebp,esp
mov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel
mov es,ecx
;清空当前页目录的前半部分()
mov ebx,0xfffff000
xor esi,esi
.b1:
mov dword [es:ebx+esi*4],0x00000000
inc esi
cmp esi,512
jl .b1
;以下开始分配内存并加载用户程序
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
mov eax,[ebp+12*4]
mov ebx,core_buf
call sys_routine_seg_sel:read_hard_disk_0
;判断程序的大小
mov eax,[core_buf]
mov ebx,eax
and ebx,0xfffff000
add ebx,0x1000
test eax,0x00000fff
cmovnz eax,ebx
mov ecx,eax
shr ecx,12
mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel
mov ds,eax
mov eax,[ebp+12*4] ;取得扇区号
mov esi,[ebp+11*4] ;取得TCB基地址
.b2:
mov ebx,[es:esi+0x06] ;取得可用的线性地址
add dword [es:esi+0x06],0x1000 ;
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
push ecx
mov ecx,8
.b3:
call sys_routine_seg_sel:read_hard_disk_0
inc eax
loop .b3
pop ecx
loop .b2
;在内核地址空间内创建用户任务的TSS
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
mov ebx,[core_next_laddr]
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
add dword [core_next_laddr],4096
mov [es:esi+0x14],ebx ;在TCB中填写TSS的线性地址
mov word [es:esi+0x12],103 ;界限值
;在用户任务的局部地址空间内创建LDT
mov ebx,[es:esi+0x06]
add dword [es:esi+0x06],0x1000
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
mov [es:esi+0x0c],ebx ;写回TCB中LDT的线性地址
;建立程序代码描述符:平坦模式
mov eax,0x00000000
mov ebx,0x000fffff ;1mb*4=4GB
mov ecx,0x00c0f800 ;4k粒度
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
mov ebx,esi
call fill_descriptor_in_ldt
or cx,0000_0000_0000_0011B ;RPL=3
mov ebx,[es:esi+0x14] ;获得TSS线性地址
mov [es:ebx+76],cx ;TSS中填写代码段选择子
;建立程序数据段描述符
mov eax,0x00000000
mov ebx,0x000fffff
mov ecx,0x00c0f200 ;4kb
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
mov ebx,esi
call fill_descriptor_in_ldt
or cx,0000_0000_0000_0011B ;设置选择子特权级=3
mov ebx,[es:esi+0x14] ;从tcb中获得TSS的线性地址
mov [es:ebx+84],cx ;ds
mov [es:ebx+72],cx ;ES
mov [es:ebx+88],cx ;FS
mov [es:ebx+92],cx ;GS
;数据段作为用户任务的3特权级栈
mov ebx,[es:esi+0x06]
add dword [es:esi+0x06],0x1000
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
mov ebx,[es:esi+0x14]
mov [es:ebx+80],cx ;SS = 数据段选择子
mov edx,[es:esi+0x06] ;获得高地址
mov [es:ebx+56],edx ;填写ESP的域
;创建0特权级栈
mov ebx,[es:esi+0x06] ;从TCB中取得可用的线性地址
add dword [es:esi+0x06],0x1000
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
mov eax,0x00000000
mov ebx,0x000fffff
mov ecx,0x00c09200
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
mov ebx,esi
call fill_descriptor_in_ldt
or cx,0000_0000_0000_0000B
mov ebx,[es:esi+0x14]
mov [es:ebx+8],cx ;填写SS0
mov edx,[es:esi+0x06]
mov [es:ebx+4],edx ;填写ESP0
;在用户任务的局部空间内创建1特权级栈
mov ebx,[es:esi+0x06]
add dword [es:esi+0x06],0x1000
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
mov eax,0x00000000
mov ebx,0x000fffff
mov ecx,0x00c0b200
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
mov ebx,esi
call fill_descriptor_in_ldt
or cx,0000_0000_0000_0001B
mov ebx,[es:esi+0x14]
mov [es:ebx+16],cx ;填写TSS的SS1域
mov edx,[es:esi+0x06]
mov [es:ebx+12],edx ;高地址填写ESP1
;用户任务局部地址空间创建2栈
mov ebx,[es:esi+0x06]
add dword [es:esi+0x06],0x1000
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
mov eax,0x00000000
mov ebx,0x000fffff
mov ecx,0x00c0d200
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
mov ebx,esi
call fill_descriptor_in_ldt
or cx,0000_0000_0000_0010B
mov ebx,[es:esi+0x14]
mov [es:ebx+24],cx
mov edx,[es:esi+0x06]
mov [es:ebx+20],edx
;重定位salt
mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel
mov es,eax
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
cld ;串行指令正向移动
mov ecx,[es:0x0c] ;u-salt条目数
mov edi,[es:0x08] ;u-salt偏移地址
.b4:
push ecx
push edi
mov ecx,salt_items
mov esi,salt
.b5:
push edi
push esi
push ecx
mov ecx,64
repe cmpsd
jnz .b6
mov eax,[esi]
mov [es:edi-256],eax
mov ax,[esi+4]
or ax,0000000000000011B;RPL=3
mov [es:edi-252],ax
.b6:
pop ecx
pop esi
add esi,salt_item_len
pop edi
loop .b5
pop edi
add edi,256
pop ecx
loop .b4
;在GDT中登记LDT
mov esi,[ebp+11*4] ;TCB线性地址
mov eax,[es:esi+0x0c] ;LDT线性地址
movzx ebx,word [es:esi+0x0a] ;LDT段界限
mov ecx,0x00408200 ;
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
call sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptor
mov [es:esi+0x10],cx ;登记LDT选择子到TCB
mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址
mov [es:ebx+96],cx ;填写TSS的LDT域
mov word [es:ebx+0],0
mov dx,[es:esi+0x12] ;段长度
mov [es:ebx+102],dx ;TSS的io bit map
mov word [es:ebx+100],0 ;T=0
mov eax,[es:0x04] ;从任务的4GB地址空间获取入口点
mov [es:ebx+32],eax ;填写TSS的EIP域
pushfd
pop edx
mov [es:ebx+36],edx ;填写TSS的EFLAGS域
;在GDT中登记TSS描述符
mov eax,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性起始地址
movzx ebx,word [es:esi+0x12] ;段长度
mov ecx,0x00408900 ;TSS 描述符,特权级=0
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
call sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptor
mov [es:esi+0x18],cx ;登记TSS选择子到TCB中
;创建用户任务的页目录
call sys_routine_seg_sel:create_copy_cur_pdir
mov ebx,[es:esi+0x14]
mov dword [es:ebx+28],eax
pop es
pop ds
popad
ret 8
start:
mov ecx,core_data_seg_sel ;令DS指向核心数据段
mov ds,ecx
mov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel ;令ES指向4GB数据段
mov es,ecx
mov ebx,message_0
call sys_routine_seg_sel:put_string
;显示处理器品牌信息
mov eax,0x80000002
cpuid
mov [cpu_brand + 0x00],eax
mov [cpu_brand + 0x04],ebx
mov [cpu_brand + 0x08],ecx
mov [cpu_brand + 0x0c],edx
mov eax,0x80000003
cpuid
mov [cpu_brand + 0x10],eax
mov [cpu_brand + 0x14],ebx
mov [cpu_brand + 0x18],ecx
mov [cpu_brand + 0x1c],edx
mov eax,0x80000004
cpuid
mov [cpu_brand + 0x20],eax
mov [cpu_brand + 0x24],ebx
mov [cpu_brand + 0x28],ecx
mov [cpu_brand + 0x2c],edx
mov ebx,cpu_brnd0 ;显示处理器品牌信息
call sys_routine_seg_sel:put_string
mov ebx,cpu_brand
call sys_routine_seg_sel:put_string
mov ebx,cpu_brnd1
call sys_routine_seg_sel:put_string
;分页机制
mov ecx,1024 ;1024目录项
mov ebx,0x00020000 ;页目录项物理地址
xor esi,esi
.b1:
mov dword [es:ebx+esi],0x00000000 ;页目录表项清零
add esi,4
loop .b1
;将页目录安装到0x00020000,并且最后一项指向自己
mov dword [es:ebx+4092],0x00020003
;页目录的第一项,内核第一个页表的物理地址:0x00021000,
mov dword [es:ebx+0],0x00021003
;初始页表的所有目录项目
mov ebx,0x00021000 ;页表的起始物理地址
xor eax,eax
xor esi,esi
.b2:
mov edx,eax
or edx,0x00000003
mov [es:ebx+esi*4],edx ;填入页的物理地址
add eax,0x1000 ;256*4kb=1mb内核所有物理
inc esi
cmp esi,256
jl .b2
;页表的剩下的项:p=0
.b3:
mov dword [es:ebx+esi*4],0x00000000
inc esi
cmp esi,1024
jl .b3
;cr3是当前页目录的物理地址
mov eax,0x00020000
mov cr3,eax
;cr0开启分页模式
mov eax,cr0
or eax,0x80000000
mov cr0,eax
;0x80000000高2GB的线性地址,指向实在低端1MB实际内存
mov ebx,0xfffff000 ;页目录线性地址
mov esi,0x80000000 ;映射的起始地址
shr esi,22 ;线性地址高10bit是目录
shl esi,2
mov dword [es:ebx+esi],0x00021003 ;esi是偏移地址
;在GDT中段描述符映射到线性地址
sgdt [pgdt] ;拿到GDT的偏移地址和描述符
mov ebx,[pgdt+2]
;GDT中描述符的物理地址都成改成线性地址,
or dword [es:ebx+0x10+4],0x80000000
or dword [es:ebx+0x18+4],0x80000000
or dword [es:ebx+0x20+4],0x80000000
or dword [es:ebx+0x28+4],0x80000000
or dword [es:ebx+0x30+4],0x80000000
or dword [es:ebx+0x38+4],0x80000000
;GDT自己的偏移地址也加上0x80000000
add dword [pgdt+2],0x80000000
lgdt [pgdt]
jmp core_code_seg_sel:flush
flush:
mov eax,core_stack_seg_sel
mov ss,eax
mov eax,core_data_seg_sel
mov ds,eax
mov ebx,message_1
call sys_routine_seg_sel:put_string
;安装系统例程调用门
mov edi,salt
mov ecx,salt_items ;内核salt表条目数量
.b4:
push ecx
mov eax,[edi+256] ;偏移地址
mov bx,[edi+260] ;段选择子
mov cx,1_11_0_1100_000_00000B
call sys_routine_seg_sel:make_gate_descriptor
call sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptor
mov [edi+260],cx
add edi,salt_item_len
pop ecx
loop .b4
;对门进行测试
mov ebx,message_2
call far [salt_1+256]
;为内核任务(程序管理器)的TSS分配内存
mov ebx,[core_next_laddr]
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
add dword [core_next_laddr],4096
;设置TSS的项目
mov word [es:ebx+0],0
mov eax,cr3
mov dword [es:ebx+28],eax
mov word [es:ebx+96],0
mov word [es:ebx+100],0
mov word [es:ebx+102],103
;创建TSS描述符,安装到GDT
mov eax,ebx
mov ebx,103
mov ecx,0x00408900
call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor
call sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptor
mov [program_man_tss+4],cx ;选择子
ltr cx
;分配用户任务TCB的控制块
mov ebx,[core_next_laddr]
call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page
add word [core_next_laddr],4096
mov dword [es:ebx+0x06],0 ;任务下一个可用的线性地址
mov word [es:ebx+0x0a],0xffff ;LDT界限值
mov ecx,ebx
call append_to_tcb_link ;将当前TCB添加到TCB链中
push dword 50
push ecx ;TCB起始线性地址
call load_relocate_program
mov ebx,message_4
call sys_routine_seg_sel:put_string
call far [es:ecx+0x14] ;通过TSS任务切换
mov ebx,message_5
call sys_routine_seg_sel:put_string
hlt
core_code_end:
SECTION core_trail
core_end:
这章有点复杂,具体的还是看书吧