我正在编写一个基于OSDev Wiki和一些相关书籍的信息的操作系统。我发现在跳转到保护模式后，段初始化例程没有正确执行。这是我的第二阶段加载器和内核代码：
; stage2
; still -f bin
[org 0xd200] ; calculated by first stage loader
; GDTs are defined here
jmp entry
GDT_DESC_START:
GDT0:
dw 0 ; Limit 0~15
dw 0 ; Base 0~15
db 0 ; Base 16~23
db 0 ; Access Byte
db 0 ; Limit 16~19 + Flags
db 0 ; Base 24~31
DESCRIPTOR_CODE:
dw 0xffff ; Limit 0~15
CODE_BASE_AX dw 0 ; Base 0~15
CODE_BASE_EAHL db 0 ; Base 16~23
db 0x9a ; 1001 1011 - Vaild, ring 0, executable, strict, readable,
; accessed
db 0x9f; 1100 1111 - paging, 32-bit
CODE_BASE_EAHH db 0 ; Base 24~31
DESCRIPTOR_DATA:
dw 0xffff ; Limit 0~15
dw 0x0000 ; Base 0~15
db 0x00 ; Base 16~23
db 0x92 ; 1001 0011 - vaild, ring 0, data, forward, writable, accessed
db 0x9F ; 1100 1111 - 4KB, 32-bits
db 0x0 ; Base 24~31
; Note that in further development, VRAM descriptor should be
; created dynamically
; Base = 0x000b8000
DESCRIPTOR_VIDEO:
dw 0xffff
dw 0x8000
db 0x0b
db 0x92
db 0x4F
db 0x00
GDT_DESC_END:
GDTR0:
dw GDT_DESC_END - GDT_DESC_START - 1
dd GDT_DESC_START
SELECTOR_CODE equ DESCRIPTOR_CODE - GDT0
SELECTOR_DATA equ DESCRIPTOR_DATA - GDT0
SELECTOR_VIDEO equ DESCRIPTOR_VIDEO - GDT0
; --- code ------------
[bits 16]
entry:
cli
; open a20 gate
in al, 0x92
or al, 0x02
and al, ~1
out 0x92, al
; goto protected mode
; rewrite code descriptor
xor eax, eax
mov eax, entry_32
mov [CODE_BASE_AX], ax
shr eax, 16
mov [CODE_BASE_EAHH], ah
mov [CODE_BASE_EAHL], al
; load the gdt
lgdt [GDTR0]
mov eax, cr0
or eax, 1
mov cr0, eax
jmp dword SELECTOR_CODE:0 ; -> protected mode!!!
[bits 32]
entry_32:
mov ax, SELECTOR_DATA
mov ds, ax
mov ss, ax
mov ax, SELECTOR_VIDEO
mov gs, ax
; print a 'P'
xor ax, ax
mov edi, 0
mov ah, 0x07
mov al, 'P'
mov [gs:edi], ax
.sleep:
hlt
jmp .sleep
P未在屏幕上打印，我发现GS=0而不是GS=0x18。 P已写入线性地址0x0。奇怪的是，HLT循环正常工作。我是x86装配的新手，所以我无法弄清楚问题出在哪里。代码有什么问题？如何解决？
答案 0 :(得分：5)
我相信你的大部分问题都源于你GDT descriptors部分旗帜的问题。在CODE描述符表中，您有：
db 0x9a ; 1001 1011 - Vaild, ring 0, executable, strict, readable,
db 0x9f ; 1100 1111 - paging, 32-bit
应该是：
db 0x9a ; 1001 1010 - Valid, ring 0, executable, strict, readable,
db 0xcf ; 1100 1111 - paging, 32-bit
特别是1100 1111是0xcf，而不是0x9f。您也可以使用二进制值定义 DB ，如：
db 10011010b ; Valid, ring 0, executable, strict, readable,
db 11001111b ; paging, 32-bit
通过这种方式使用二进制值可以减少错误并且更具可读性。
在DATA描述符中，你有：
db 0x92 ; 1001 0011 - vaild, ring 0, data, forward, writable, accessed
db 0x9F ; 1100 1111 - 4KB, 32-bits
我认为应该是：
db 10010010b ; valid, ring 0, data, forward, writable, accessed
db 11001111b ; 4KB, 32-bits
您的0x9F应该是0xCF（11001111）
进入保护模式后，最好设置 SS ： ESP 。像这样的代码可以工作：
mov es, ax ; Set ES as well
mov ss, ax
mov esp,0x90000 ; We should specify a stack pointer
cld ; Set direction flag forward
0x90000可以是任何有效的线性地址。由于某些指令（例如MOVSB）需要设置 ES ，因此最好让 ES = DS 。如果您使用任何需要方向标志的指令，最好明确设置它。大多数代码都假定可以使用CLD指令设置的向前移动。
作为实验，您可以添加此代码以显示内存中的字符串。这将测试为 DS 生成的偏移量是否按预期工作;并测试 GS 段是否指向彩色文本视频内存的基数为0xb8000。
; print "Hello, World!"
xor ax, ax
mov edi, 0
mov ecx, 0
mov ah, 0x07
; Display a nul terminated string from a variable to video memory
; using a character attribute in AH
strloop:
mov al, [mystr+ecx]
test al,al
je .endstrloop
mov [gs:edi+ecx*2], ax
inc ecx
jmp strloop
.endstrloop:
修改后的stage2代码可能如下所示：
; stage2
; still -f bin
[org 0xd200] ; calculated by first stage loader
; GDTs are defined here
jmp entry
GDT_DESC_START:
GDT0:
dw 0 ; Limit 0~15
dw 0 ; Base 0~15
db 0 ; Base 16~23
db 0 ; Access Byte
db 0 ; Limit 16~19 + Flags
db 0 ; Base 24~31
DESCRIPTOR_CODE:
dw 0xffff ; Limit 0~15
CODE_BASE_AX dw 0 ; Base 0~15
CODE_BASE_EAHL db 0 ; Base 16~23
db 10011010b ; Valid, ring 0, executable, strict, readable,
; accessed
db 11001111b ; paging, 32-bit
CODE_BASE_EAHH db 0 ; Base 24~31
DESCRIPTOR_DATA:
dw 0xffff ; Limit 0~15
dw 0x0000 ; Base 0~15
db 0x00 ; Base 16~23
db 10010010b ; valid, ring 0, data, forward, writable, accessed
db 11001111b ; 4KB, 32-bits
db 0x0 ; Base 24~31
; Note that in further development, VRAM descriptor should be
; created dynamically
; Base = 0x000b8000
DESCRIPTOR_VIDEO:
dw 0xffff
dw 0x8000
db 0x0b
db 0x92
db 0x4F
db 0x00
GDT_DESC_END:
GDTR0:
dw GDT_DESC_END - GDT_DESC_START - 1
dd GDT_DESC_START
SELECTOR_CODE equ DESCRIPTOR_CODE - GDT0
SELECTOR_DATA equ DESCRIPTOR_DATA - GDT0
SELECTOR_VIDEO equ DESCRIPTOR_VIDEO - GDT0
; --- code ------------
[bits 16]
entry:
cli
; open a20 gate
in al, 0x92
or al, 0x02
and al, ~1
out 0x92, al
; goto protected mode
; rewrite code descriptor
xor eax, eax
mov eax, entry_32
mov [CODE_BASE_AX], ax
shr eax, 16
mov [CODE_BASE_EAHH], ah
mov [CODE_BASE_EAHL], al
; load the gdt
lgdt [GDTR0]
mov eax, cr0
or eax, 1
mov cr0, eax
jmp dword SELECTOR_CODE:0x0 ; -> protected mode!!!
[bits 32]
entry_32:
mov ax, SELECTOR_DATA
mov ds, ax
mov es, ax ; Set ES as well
mov ss, ax
mov esp,0x90000 ; We should specify a stack pointer
mov ax, SELECTOR_VIDEO
mov gs, ax
cld ; Set direction flag forward
; print "Hello, World!"
xor ax, ax
mov edi, 0
mov ecx, 0
mov ah, 0x07
; Display a nul terminated string from a variable to video memory
; using a character attribute in AH
strloop:
mov al, [mystr+ecx]
test al,al
je .endstrloop
mov [gs:edi+ecx*2], ax
inc ecx
jmp strloop
.endstrloop:
.sleep:
hlt
jmp .sleep
mystr: db "Hello, World!",0
虽然你的问题没有第一阶段，但我为想要测试的读者提供了一个简单的问题：
[BITS 16]
org 0x7C00
STAGE2OFFSET equ 0xd200
start:
; This section of code is added based on Michael Petch's bootloader tips
; See http://stackoverflow.com/a/32705076/3857942
xor ax,ax ; We want a segment of 0 for DS for this question
mov ds,ax ; Set AX to appropriate segment value for your situation
mov es,ax ; In this case we'll default to ES=DS
mov bx,0x7c00 ; Stack segment can be any usable memory
cli ; Disable interrupts to circumvent bug on early 8088 CPUs
mov ss,ax
mov sp,bx ; This places top of the stack @ 0x0000:0x7c00
; just below the bootsector.
sti ; Re-enable interrupts
cld ; Set the direction flag to be positive direction
mov ah, 0x02 ; Read sectors from drive
mov al, 4 ; Read 4 sectors
mov ch, 0 ; Cylinder 0
mov cl, 2 ; Sector 2
mov dh, 0 ; Head 0
xor bx, bx
mov es, bx
mov bx, STAGE2OFFSET ; ES:BX = 0x0000:0xd200 (start of memory to read into)
int 0x13
jmp 0x0000:STAGE2OFFSET ; Far Jump to second stage. Sets CS=0
times 510-($-$$) db 0 ; Create padding to fill out to 510 bytes
dw 0xaa55 ; Magic number in the trailer of a boot sector
可以使用以下命令将这些文件组装并构建到磁盘映像中：
dd if=/dev/zero of=floppy.img bs=1024 count=1440
nasm -f bin bootload.asm -o bootload.bin
nasm -f bin stage2.asm -o stage2.bin
dd if=bootload.bin of=floppy.img conv=notrunc
dd if=stage2.bin of=floppy.img bs=512 seek=1 conv=notrunc
虽然设置CODE描述符的方式可行，但另一种方法是使用零基数。这可以通过以下方式实现：
; rewrite code descriptor xor eax, eax mov eax, entry_32 mov [CODE_BASE_AX], ax shr eax, 16 mov [CODE_BASE_EAHH], ah mov [CODE_BASE_EAHL], al
entry_32的偏移量：jmp dword SELECTOR_CODE:entry_32 ; -> protected mode!!!
我们只使用0的描述符基数而不是0偏移量和非零描述符基数。然后我们可以使用ptr16:32 FAR JMP标签entry_32的偏移量。通过保持 CS = DS = ES = SS ，您可以使用4gb线性地址空间来简化代码保持一致可以避免将来潜在的编码错误。
答案 1 :(得分：1)
从代码中，我看到你有：
rdi这给出了GDT0的“长度”。然后你打电话
SELECTOR_CODE equ DESCRIPTOR_CODE - GDT0
不确定你的意图是什么，但我不认为那是你想要跳的地方。你想在哪里跳？