Orange's：一个操作系统的实现 Descriptor 3宏详解

补充：关于GDT/LDT、段选择子和段描述符的解释
      GDT/LDT：GDT/LDT是段描述符表，里面定义了每个段的段描述符的界限和属性，而段描述符的基址是在代码段中初始化的。
      其中，LDT是局部描述符表，LDT在GDT中也有段描述符，LDT还有其对应的选择子，除此以外，LDT的功能和GDT一样。

      段选择子：段选择子是用来寻址段描述符的，即段描述符定义在GDT中，由段选择子将其赋值给段寄存器。如果TI被置位为1,那么系统将从当前LDT中寻找相应描述符，TI为0就从GDT中寻找相应描述符。

这是段选择子的结构：

      段描述符：定义了段的基址，界限和属性，定义在GDT中，由段选择子寻址。段描述符先在实模式中初始化完基址，再在保护模式中由段选择子寻址将其赋值给段寄存器。

      最近在学于渊的《Orange’s:一个操作系统的实现》，学到GDT（Global Descriptor Table），即段描述符表。段描述符表中存储的是段描述符的索引。网上也有很多关于段描述符的详解，但是我看着很费劲，所以想自己写下自认为容易理解的对段描述符的描述。

      段描述符记录的是地址空间上的一些属性，如一个地址空间是否可以被写入，可以被多少优先级的代码写入，是不是允许执行等的一些属性。段描述符是64位的所以需要8个字节的空间来存储，下面是用NASM语法写的描述符的数据结构：

; 描述符
; usage: Descriptor Base, Limit, Attr
;        Base:  dd
;        Limit: dd (low 20 bits available)
;        Attr:  dw (lower 4 bits of higher byte are always 0)
%macro Descriptor 3
	dw	%2 & 0FFFFh				; 段界限1
	dw	%1 & 0FFFFh				; 段基址1
	db	(%1 >> 16) & 0FFh			; 段基址2
	dw	((%2 >> 8) & 0F00h) | (%3 & 0F0FFh)	; 属性1 + 段界限2 + 属性2
	db	(%1 >> 24) & 0FFh			; 段基址3
%endmacro ; 共 8 字节

      这里注意这两句话：
      ; Limit: dd (low 20 bits available)
      ; Attr: dw (lower 4 bits of higher byte are always 0)
      段界限定义了32位，但是只有低20位有效，属性定义了16位，但是高8位的低4位总是0。

      我对NASM语法也不是很熟悉，所以要在这里多说明一些。
      在nasm中：%macro是定义多行宏，%macro Descriptor 3 是定义名为Descriptor的宏，接受3个参数，三个参数依次为基址，界限和属性。%1表示的是参数1（段基址），%2表示参数2（段界限），%3表示参数3（段属性）。将来传进来的参数就替换了%1，%2，%3。
代码还是需要结合段描述符的具体结构来看：

      这里用的是代码段和数据段描述符的结构，此外，描述符的种类还有系统段描述符和门描述符，这里先不多余介绍。从上图来看，段基址是32

      现在来看代码吧！

      第一行： dw %2 & 0FFFFh ; 段界限1
      这行很好理解，段界限1双字型参数2的低16位。
      第二行： dw %1 & 0FFFFh ; 段基址1
      段基址1取双字型参数1的低16位。
      第三行： db (%1 >> 16) & 0FFh ; 段基址2
      段基址2取双字型参数1的高16位的低8位。
      第四行： dw ((%2 >> 8) & 0F00h) | (%3 & 0F0FFh) ; 属性1 + 段界限2 + 属性2
      就是这第四行把我搞得晕头转向。。。
      ((%2 >> 8) & 0F00h)这一部分是段界限2，也就是参数2的高16位的高8位的低4位。
      (%3 & 0F0FFh)这一部分是属性1和属性2，属性1就是字型参数3的高8位的高四位，属性2就是参数3的低8位。

      第五行： db (%1 >> 24) & 0FFh ; 段基址3
      段基址3取双字型参数1的高16位的高8位。
      总的来说，Descriptor 3这个宏就是将描述符的64位用nasm语法分块描述出来。
      如果想了解段描述符的各个位的属性，可以参照：段描述符属性参照表