Windows 版 (精华区)

作  家: xx01 (Bill) on board 'operatingsys'
题  目: (2)
来  源: 哈尔滨紫丁香站
日  期: Tue May 20 13:23:07 1997
出  处: xixixi.bbs@bbs.xmu.edu.cn

发信人: subtle (淡然处之), 信区: Dos
标  题: 80386 保护模式简介 -2
发信站: 鼓浪听涛 (Sun May 18 16:22:53 1997)

                                                  ┌┐┌┐∞
【 ８０３８６保护模式简介二 】                    ┘└┘└┘
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    进入保护模式可以得到很多好处 ,让你的程式不再有 640K 限制 ,可以产生虚
拟记忆体、拦 I/O ,所有的应用程式读写系统暂存器 ,产生中断....都可以完全拦
截 ,而且 TSS 工作切换能力可以让你不占用 DOS 下的堆叠区 ,还有很多好处无法
一一叙述 ,因此由笔者来教你如何切入保护模式吧....从简单的开始。
 
    在保护模式下有很多新的名词 ,包含 GDT.LDT.IDT 以及 CR0-CR3 ,笔者对保护
模式并不清楚 ,所以底下资料可能有错误。这里使用大量的线性记忆体观念 ,请您
一定要从头往後看 ,否则很可能会看不懂 ,且必须懂线性记忆体计算方式。
 
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    在进入保护模式时 ,首先你要先设定 GDT 表格 ,这个表格描述主要是来定义每
个段落的记忆体起始位址与长度、存取权。   这个情形就好像传统 REAL MODE  那
样 ,REAL MODE 每个区段的记忆体开始位址与长度都已经由 CPU 定死了 ,比如说当
我们看到 1000:0000 ,其实它就是指记忆体的第 64K 位址 ,同理看到 2000:0000
就代表是第 128K 位址 ,定址方式就是 Segment:Offset。
 
    而保护模式的段落起始位址与长度却是可程式变动的 ,这个可变动的段落起始
位址与长度就是由 GDT 来设定的 ,根据这个值 ,你可以将每个段落改成64K ,或是
1MB...甚至更多 ,可任意设定 1BYTE～4GB ,所以定址方式变成 Selector:Offset
或许您曾用过 386DEBUG ,看过定址方式为 XXXX:XXXXXXXX ,根据後面这八位数 ,
理论上可定址到 4GB ,其实这是不行的 ,如果你在 GDT 表格设定的记忆体为 1K
则你尝试 DUMP 1K 以後的记忆体都会看到 FF ,就好像没有记忆体一般。
 
---------------------------------------------------------------------------
Gdtadds dw      0018h,GdtTable 32 位元线性位址
GdtTable db     00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h,00h         ;
        db      7fh,ffh,00h,08h,0bh,93h,00h,00h         ;B800:0 32K
        db      ffh,ffh,56h,34h,12h,93h,0fh,78h         ;
                ^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^ ^^^ ^^^ ^^^
                ↑      ↑          ↑  ↑  ↑
                │      │          └——————93=可读写区段
                │      │              │  │
                └———————————┴————0fffff+1=1MB (Limits)
                        │                  │
                        └—————————┴——12345678 (Base)
 
 
它所代表的意思是如下图所示：(每组 8 byte)
 
        ┌——————————————————————┐
       1│                Limit bit 0-15              │ 0 byte
        ├——————————————————————┤
       3│                Base bit 0-15               │ 2
        ├——————————┬———————————┤
       5│       存取权       │    Base bit 16-23    │ 4
        ├——————————┼———————————┤
       7│   Base bit 24-31   │G│..│limit bit 16-19│ 6
        └——————————┴———————————┘
            "G"代表 Limit 的单位是 Byte 或 PAGE(4K)
 
所以....
 
#0000  Segment not present.
#0008  Base=000B8000  Limit=0000FFFF  Flags=93  USE32  Byte granularity
#0010  Base=12345678  Limit=000FFFFF  Flags=93  USE32  Byte granularity
^^^^^Selector                               ^^存取权
 
 
 
设定完後 ,就是切入保护模式 ,只要将 CR0 暂存器的 Bit0 设为 '1' ,再用一个
跳越指令 ,就进入保护模式了。
 
 
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讲不懂没关系 ,现在来看看实例 ,这样比较容易懂..
 
C:\>386MICE SAMPLE.EXE
-G 1AE
EAX=00044A1C  EBX=00000003  ECX=00000000  EDX=00000100
ESI=00000000  EDI=00000000  EBP=00000000  ESP=0000FFFE
DS=4A1C  SS=4A1C  ES=4A1C  FS=4A0C  GS=4A0C
-U 1AE
4A1C:000001AE           CLI
4A1C:000001AF           LGDT    CS:[BX]     ——→ DUMP CS:[BX] ——→ 
4A1C:00000003  18 00 C9 A1 04 00 <--- GDT 表放在 0004A1C9 长度 18h
4A1C:000001B3           MOV     
EAX,CR0                                                        │
4A1C:000001B6           OR      
EAX,1                                                          ↓
4A1C:000001BA           MOV     CR0,EAX                                
4A1C:00000009  00 00 00 00 00 00 00 00-FF FF C0 A1 04 9B 00-00
4A1C:000001BD           JMP     01C0                                   
4A1C:00000010  FF FF 00 80 0B 93 00 00 (GDT表)
4A1C:000001BF           NOP
4A1C:000001C0           MOV     AX,0008H
4A1C:000001C3           MOV     DS,AX
4A1C:000001C5           MOV     WORD PTR DS:[0000H],7041h
 
 
由上面的 GDT 表知道 此程式共规划了三个区段 ,其中 0000 区段是不使用
故区段的表示方式如下：
 
#0000  Segment not present.
#0008  Base=0004A1C0  Limit=0000FFFF  Flags=9B  USE32  Byte granularity
#0010  Base=000B8000  Limit=0000FFFF  Flags=93  USE32  Byte granularity
 
 
 
-G 1BD
EAX=00000001  EBX=00000003  ECX=00000000  EDX=00000100
ESI=00000000  EDI=00000000  EBP=00000000  ESP=0000FFFE
DS=4A1C  SS=4A1C  ES=4A1C  FS=4A0C  GS=4A0C
4A1C:000001BD           JMP     01C0
 
-T (这儿就算是进入保护模式了)
EAX=00000001  EBX=00000003  ECX=00000000  EDX=00000100
ESI=00000000  EDI=00000000  EBP=00000000  ESP=0000FFFE
DS=0000  SS=0000  ES=0000  FS=0000  GS=0000
0000:000001C0           MOV     AX,0008H
0000:000001C3           MOV     DS,AX
0000:000001C5           MOV     WORD PTR DS:[0000H],7041h
 
 
 
因为进入保护模式 ,所以 Selector 的区段应该要去查 GDT 表格 ,这个例
子的 Selector 0010 的 Base = B8000 ,所以...
保护模式下的 0010:00000000 = 真实模式下的 B800:0000 ,这样您懂了吗?
 
在行号 1C5 的位址有一行写入 7041 的动作 ,就是在萤幕秀 'A' 反白字元.
 
最後要进入真实模式时 ,只要将 CR0 的 Bit0 设为 '0' ,再用一个跳越指
令就回到真实模式了..
 
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後记:
    若有问题 ,烦在本站『站内信箱』留信给我....尽量避免使用网路信 ,
且尽快提出 ,否则接下来的课程将会更难懂 ,如果你是完全不懂 ,麻烦也留
信给我 ,我会再把这一章节再细细重新说明。至於对组合语言不懂 ,或是对
保护模式没兴趣的人 ,本人就帮不上忙了。
 
    Ａ：下一次笔者将继续解说 V86 模式下的工作切换
    Ｂ：等级权限 / 拦 I/O
 
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│  Soft Bugger 软体蛀虫 90:90/2                    软体新技术的实行者  │
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