《一个操作系统的实现》（三）：1.认识保护模式

进入第三章的学习~第三章开始每章内容变多了，所以以后每学习一节写一篇文章~

顺便注一句：书上“用来生成描述符的宏”只是节自光盘中的pm.inc文件的，我照书上敲了那短短一段发现编译的时候报错- -不过我相信大家的眼睛都比我雪亮

因为引导扇区空间只有512个字节，解决这个问题有俩办法：自己写一个引导扇区or借用别人的引导扇区（从作者的话看起来以后会涉及自己写引导扇区~期待），咱用第二种，借用一下别人的扇区。又要去Bochs官网下东西了（还是进不去。。），幸亏有好心人~freedos-img下载，把其中的a.img复制到目录中，改名为freedos.img。用第二章的方法再生成一个叫做pm.img的软盘映像（bximage命令，然后fd
-> 1.44 -> pm.img），也放到目录中。然后修改bochsrc文件，把原先的floppy:…与boot: …删掉，换成下面三行：

floppya: 1_44=freedos.img, status=inserted

floppyb: 1_44=pm.img, status=inserted

boot: a

启动Bochs，会发现界面显示出A:\>，这时我们输入format b:，会提示Format operation complete.（这时不用关Bochs）

在pmtest1.asm中将org后面的07c00h改为0100h，重新编译（注意，这里编译成.com）：

nasm pmtest1.asm -o pmtest1.com

将pmtest1.com复制到虚拟软盘pm.img上：

sudo mount -o loop pm.img /mnt/floppy（如果没有此目录，则要先mkdir /mnt/floppy，不然会报“挂载点/mnt/floppy不存在”）

sudo cp pmtest1.com /mnt/floppy/

sudo umount /mnt/floppy

如果成功的话，在Bochs中输入dir b:会出现Directory of B:\*.*，下面还有几行，如果不成功，会出现File not found.这说明pmtest1.com复制失败（有可能是因为关了Bochs）

然后在Bochs中执行b:\pmtest1.com，会发现红色的P出现在了屏幕最右端~

以上为代码操作部分，下面是理论部分——

“Intel 8086是16位的CPU，有16位的寄存器、16位数据总线、20位地址总线，1MB寻址能力。”

物理地址 = 段值 * 16 + 偏移 （其中段值和偏移均为16位）

实模式和保护模式中的段的概念有着根本区别。实模式下，段值可看作是地址的一部分（比如说段值为XXXXh表示以XXXX0h开始的一段内存）。但是保护模式下，段只是一个索引，指向GDT（即global descriptor table，全局描述符表）的一个表项（描述符）。描述符详细定义了段的起始地址、界限、属性等内容。GDT的作用是提供段式存储机制（此机制通过段寄存器和GDT中的描述符共同提供）

一个讲GDT描述符的文章见这里（其中涉及到“一致码段”，下面有表列出一致与非一致的比较），还有这篇文章讲的很好：保护模式下如何寻址

SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT

这行代码看起来是DESC_VIDEO这个描述符相对于GDT基址的偏移，其实它有一个专门名称：选择子，而且它也不是一个偏移。选择子用来选择描述符表中的一个描述符

在别的地方看到这样一句话：“选择子确定描述符，描述符确定段基地址，段基地址与偏移之和就是线性地址。”

“段：偏移”形式的逻辑地址经过段机制转化成线性地址，而不是物理地址。不过暂时在这里线性地址就是物理地址。

关于A20地址线：8086->80286寻址范围扩大，但是8086只能寻到1MB，如果访问超过1MB的地址，虽然不会发生异常，但是又从0开始寻址，所以为了保证兼容，使用8042键盘控制器来控制第20个地址（从0开始数）。所以为了访问所有内存，需要把A20打开，默认是关闭的。

寄存器cr0的第0位是PE位，此位为0时是实模式，为1时是保护模式。

jmp dword SelectorCode32:0

这个jmp在16位的段中，目标地址却是32位。不能去掉dword，去掉的话编译出来只是16位的代码，如果目标地址的偏移较大，则前半段会被截断。其实dword是NASM提供的，在Linux内核代码中，这个跳转使用DB指令直接写二进制代码的方式来实现的。

一致与非一致

	特权级 低->高	特权级 高->低	相同特权 级之间	适用于何种代码
一致代码段	Yes	No	Yes	不访问受保护的资源和某些类型 的异常处理的系统代码
非一致代码段	No	No	Yes	避免低特权级的程序访问而被 保护起来的系统代码
数据段(总是非一致)	No	Yes	Yes

几个指令的含义：

equ——相当于赋值，可以将一个数值或者一个寄存器名赋给一个指定的符号名。

[gs:edi]——段寄存器名:段名，在这里即代表段：偏移

lgdt——可以把GDT描述符表的大小和起始地址存入gdt寄存器中