【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
发布日期:2021-07-01 00:05:54
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分类:技术文章
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本片文章是以下两篇文章:
对应的内核汇编代码。
;代码清单16-1 ;文件名:c16_core.asm ;文件说明:保护模式微型核心程序 ;以下常量定义部分。内核的大部分内容都应当固定 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: iretdsys_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 0core_data_end: ;===============================================================================SECTION core_code vstart=0;-------------------------------------------------------------------------------fill_descriptor_in_ldt: ;在LDT内安装一个新的描述符 ;输入:EDX:EAX=描述符 ; EBX=TCB基地址 ;输出:CX=描述符的选择子 push eax push edx push edi push ds mov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel mov ds,ecx mov edi,[ebx+0x0c] ;获得LDT基地址 xor ecx,ecx mov cx,[ebx+0x0a] ;获得LDT界限 inc cx ;LDT的总字节数,即新描述符偏移地址 mov [edi+ecx+0x00],eax mov [edi+ecx+0x04],edx ;安装描述符 add cx,8 dec cx ;得到新的LDT界限值 mov [ebx+0x0a],cx ;更新LDT界限值到TCB mov ax,cx xor dx,dx mov cx,8 div cx mov cx,ax shl 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 ds pop edi pop edx pop eax ret ;-------------------------------------------------------------------------------load_relocate_program: ;加载并重定位用户程序 ;输入: PUSH 逻辑扇区号 ; PUSH 任务控制块基地址 ;输出:无 pushad push ds push es mov ebp,esp ;为访问通过堆栈传递的参数做准备 mov ecx,mem_0_4_gb_seg_sel mov es,ecx ;清空当前页目录的前半部分(对应低2GB的局部地址空间) 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 ;切换DS到内核数据段 mov eax,[ebp+12*4] ;从堆栈中取出用户程序起始扇区号 mov ebx,core_buf ;读取程序头部数据 call sys_routine_seg_sel:read_hard_disk_0 ;以下判断整个程序有多大 mov eax,[core_buf] ;程序尺寸 mov ebx,eax and ebx,0xfffff000 ;使之4KB对齐 add ebx,0x1000 test eax,0x00000fff ;程序的大小正好是4KB的倍数吗? cmovnz eax,ebx ;不是。使用凑整的结果 mov ecx,eax shr ecx,12 ;程序占用的总4KB页数 mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;切换DS到0-4GB的段 mov ds,eax mov eax,[ebp+12*4] ;起始扇区号 mov esi,[ebp+11*4] ;从堆栈中取得TCB的基地址 .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 ;切换DS到内核数据段 mov ds,eax mov ebx,[core_next_laddr] ;用户任务的TSS必须在全局空间上分配 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 ;在TCB中填写TSS的界限值 ;在用户任务的局部地址空间内创建LDT 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 [es:esi+0x0c],ebx ;填写LDT线性地址到TCB中 ;建立程序代码段描述符 mov eax,0x00000000 mov ebx,0x000fffff mov ecx,0x00c0f800 ;4KB粒度的代码段描述符,特权级3 call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor mov ebx,esi ;TCB的基地址 call fill_descriptor_in_ldt or cx,0000_0000_0000_0011B ;设置选择子的特权级为3 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+76],cx ;填写TSS的CS域 ;建立程序数据段描述符 mov eax,0x00000000 mov ebx,0x000fffff mov ecx,0x00c0f200 ;4KB粒度的数据段描述符,特权级3 call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor mov ebx,esi ;TCB的基地址 call fill_descriptor_in_ldt or cx,0000_0000_0000_0011B ;设置选择子的特权级为3 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+84],cx ;填写TSS的DS域 mov [es:ebx+72],cx ;填写TSS的ES域 mov [es:ebx+88],cx ;填写TSS的FS域 mov [es:ebx+92],cx ;填写TSS的GS域 ;将数据段作为用户任务的3特权级固有堆栈 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 ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+80],cx ;填写TSS的SS域 mov edx,[es:esi+0x06] ;堆栈的高端线性地址 mov [es:ebx+56],edx ;填写TSS的ESP域 ;在用户任务的局部地址空间内创建0特权级堆栈 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 ;4KB粒度的堆栈段描述符,特权级0 call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor mov ebx,esi ;TCB的基地址 call fill_descriptor_in_ldt or cx,0000_0000_0000_0000B ;设置选择子的特权级为0 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+8],cx ;填写TSS的SS0域 mov edx,[es:esi+0x06] ;堆栈的高端线性地址 mov [es:ebx+4],edx ;填写TSS的ESP0域 ;在用户任务的局部地址空间内创建1特权级堆栈 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,0x00c0b200 ;4KB粒度的堆栈段描述符,特权级1 call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor mov ebx,esi ;TCB的基地址 call fill_descriptor_in_ldt or cx,0000_0000_0000_0001B ;设置选择子的特权级为1 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+16],cx ;填写TSS的SS1域 mov edx,[es:esi+0x06] ;堆栈的高端线性地址 mov [es:ebx+12],edx ;填写TSS的ESP1域 ;在用户任务的局部地址空间内创建2特权级堆栈 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,0x00c0d200 ;4KB粒度的堆栈段描述符,特权级2 call sys_routine_seg_sel:make_seg_descriptor mov ebx,esi ;TCB的基地址 call fill_descriptor_in_ldt or cx,0000_0000_0000_0010B ;设置选择子的特权级为2 mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov [es:ebx+24],cx ;填写TSS的SS2域 mov edx,[es:esi+0x06] ;堆栈的高端线性地址 mov [es:ebx+20],edx ;填写TSS的ESP2域 ;重定位SALT mov eax,mem_0_4_gb_seg_sel ;访问任务的4GB虚拟地址空间时用 mov es,eax mov eax,core_data_seg_sel mov ds,eax cld mov ecx,[es:0x0c] ;U-SALT条目数 mov edi,[es:0x08] ;U-SALT在4GB空间内的偏移 .b4: push ecx push edi mov ecx,salt_items mov esi,salt .b5: push edi push esi push ecx mov ecx,64 ;检索表中,每条目的比较次数 repe cmpsd ;每次比较4字节 jnz .b6 mov eax,[esi] ;若匹配,则esi恰好指向其后的地址 mov [es:edi-256],eax ;将字符串改写成偏移地址 mov ax,[esi+4] or ax,0000000000000011B ;以用户程序自己的特权级使用调用门 ;故RPL=3 mov [es:edi-252],ax ;回填调用门选择子 .b6: pop ecx pop esi add esi,salt_item_len pop edi ;从头比较 loop .b5 pop edi add edi,256 pop ecx loop .b4 ;在GDT中登记LDT描述符 mov esi,[ebp+11*4] ;从堆栈中取得TCB的基地址 mov eax,[es:esi+0x0c] ;LDT的起始线性地址 movzx ebx,word [es:esi+0x0a] ;LDT段界限 mov ecx,0x00408200 ;LDT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+0x10],cx ;登记LDT选择子到TCB中 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 ;反向链=0 mov dx,[es:esi+0x12] ;段长度(界限) mov [es:ebx+102],dx ;填写TSS的I/O位图偏移域 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的起始线性地址 movzx ebx,word [es:esi+0x12] ;段长度(界限) 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 ;创建用户任务的页目录 ;注意!页的分配和使用是由页位图决定的,可以不占用线性地址空间 call sys_routine_seg_sel:create_copy_cur_pdir mov ebx,[es:esi+0x14] ;从TCB中获取TSS的线性地址 mov dword [es:ebx+28],eax ;填写TSS的CR3(PDBR)域 pop es ;恢复到调用此过程前的es段 pop ds ;恢复到调用此过程前的ds段 popad ret 8 ;丢弃调用本过程前压入的参数 ;-------------------------------------------------------------------------------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 ;-------------------------------------------------------------------------------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 ;准备打开分页机制 ;创建系统内核的页目录表PDT ;页目录表清零 mov ecx,1024 ;1024个目录项 mov ebx,0x00020000 ;页目录的物理地址 xor esi,esi .b1: mov dword [es:ebx+esi],0x00000000 ;页目录表项清零 add esi,4 loop .b1 ;在页目录内创建指向页目录自己的目录项 mov dword [es:ebx+4092],0x00020003 ;在页目录内创建与线性地址0x00000000对应的目录项 mov dword [es:ebx+0],0x00021003 ;写入目录项(页表的物理地址和属性) ;创建与上面那个目录项相对应的页表,初始化页表项 mov ebx,0x00021000 ;页表的物理地址 xor eax,eax ;起始页的物理地址 xor esi,esi .b2: mov edx,eax or edx,0x00000003 mov [es:ebx+esi*4],edx ;登记页的物理地址 add eax,0x1000 ;下一个相邻页的物理地址 inc esi cmp esi,256 ;仅低端1MB内存对应的页才是有效的 jl .b2 .b3: ;其余的页表项置为无效 mov dword [es:ebx+esi*4],0x00000000 inc esi cmp esi,1024 jl .b3 ;令CR3寄存器指向页目录,并正式开启页功能 mov eax,0x00020000 ;PCD=PWT=0 mov cr3,eax mov eax,cr0 or eax,0x80000000 mov cr0,eax ;开启分页机制 ;在页目录内创建与线性地址0x80000000对应的目录项 mov ebx,0xfffff000 ;页目录自己的线性地址 mov esi,0x80000000 ;映射的起始地址 shr esi,22 ;线性地址的高10位是目录索引 shl esi,2 mov dword [es:ebx+esi],0x00021003 ;写入目录项(页表的物理地址和属性) ;目标单元的线性地址为0xFFFFF200 ;将GDT中的段描述符映射到线性地址0x80000000 sgdt [pgdt] mov ebx,[pgdt+2] 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 add dword [pgdt+2],0x80000000 ;GDTR也用的是线性地址 lgdt [pgdt] jmp core_code_seg_sel:flush ;刷新段寄存器CS,启用高端线性地址 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 ;以下开始安装为整个系统服务的调用门。特权级之间的控制转移必须使用门 mov edi,salt ;C-SALT表的起始位置 mov ecx,salt_items ;C-SALT表的条目数量 .b4: push ecx mov eax,[edi+256] ;该条目入口点的32位偏移地址 mov bx,[edi+260] ;该条目入口点的段选择子 mov cx,1_11_0_1100_000_00000B ;特权级3的调用门(3以上的特权级才 ;允许访问),0个参数(因为用寄存器 ;传递参数,而没有用栈) call sys_routine_seg_sel:make_gate_descriptor call sys_routine_seg_sel:set_up_gdt_descriptor mov [edi+260],cx ;将返回的门描述符选择子回填 add edi,salt_item_len ;指向下一个C-SALT条目 pop ecx loop .b4 ;对门进行测试 mov ebx,message_2 call far [salt_1+256] ;通过门显示信息(偏移量将被忽略) ;为程序管理器的TSS分配内存空间 mov ebx,[core_next_laddr] call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page add dword [core_next_laddr],4096 ;在程序管理器的TSS中设置必要的项目 mov word [es:ebx+0],0 ;反向链=0 mov eax,cr3 mov dword [es:ebx+28],eax ;登记CR3(PDBR) mov word [es:ebx+96],0 ;没有LDT。处理器允许没有LDT的任务。 mov word [es:ebx+100],0 ;T=0 mov word [es:ebx+102],103 ;没有I/O位图。0特权级事实上不需要。 ;创建程序管理器的TSS描述符,并安装到GDT中 mov eax,ebx ;TSS的起始线性地址 mov ebx,103 ;段长度(界限) 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 [program_man_tss+4],cx ;保存程序管理器的TSS描述符选择子 ;任务寄存器TR中的内容是任务存在的标志,该内容也决定了当前任务是谁。 ;下面的指令为当前正在执行的0特权级任务“程序管理器”后补手续(TSS)。 ltr cx ;现在可认为“程序管理器”任务正执行中 ;创建用户任务的任务控制块 mov ebx,[core_next_laddr] call sys_routine_seg_sel:alloc_inst_a_page add dword [core_next_laddr],4096 mov dword [es:ebx+0x06],0 ;用户任务局部空间的分配从0开始。 mov word [es:ebx+0x0a],0xffff ;登记LDT初始的界限到TCB中 mov ecx,ebx call append_to_tcb_link ;将此TCB添加到TCB链中 push dword 50 ;用户程序位于逻辑50扇区 push ecx ;压入任务控制块起始线性地址 call load_relocate_program mov ebx,message_4 call sys_routine_seg_sel:put_string call far [es:ecx+0x14] ;执行任务切换。 mov ebx,message_5 call sys_routine_seg_sel:put_string hlt core_code_end:;-------------------------------------------------------------------------------SECTION core_trail;-------------------------------------------------------------------------------core_end:
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路过,博主的博客真漂亮。。
[***.116.15.85]2024年04月24日 04时11分24秒
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