我很难理解简单的引导装载程序是如何工作的。我正在谈论的引导加载程序是麻省理工学院“操作系统工程”课程中的一个。
首先，让我向您展示BIOS执行的一段汇编代码：
[f000:fec3] 0xffec3: lidtw %cs:0x7908
[f000:fec9] 0xffec9: lgdtw %cs:0x7948
[f000:fecf] 0xffecf: mov %cr0,%eax
[f000:fed2] 0xffed2: or $0x1,%eax
[f000:fed6] 0xffed6: mov %eax,%cr0
[f000:fed9] 0xffed9: ljmpl $0x8,$0xffee1
从外观上看，此代码设置中断表和描述符表，然后打开保护模式。
转到启动加载程序代码 -
# Switch from real to protected mode, using a bootstrap GDT
# and segment translation that makes virtual addresses
# identical to their physical addresses, so that the
# effective memory map does not change during the switch.
lgdt gdtdesc
movl %cr0, %eax
orl $CR0_PE_ON, %eax
movl %eax, %cr0
# Jump to next instruction, but in 32-bit code segment.
# Switches processor into 32-bit mode.
ljmp $PROT_MODE_CSEG, $protcseg
另一件我不明白的事情 - 当我用gdb跟踪bootloader的执行时，我看到正在执行以下指令（这是来自bootloader代码的ljmp指令）：
ljmp $0x8,$0x7c32
但是当我查看.asm文件时，我看到了以下内容：
ljmp $0xb866,$0x87c32
完全迷失在这里 - 为什么.asm文件中写入的指令和执行的指令有所不同？我有一个预感，这与保护模式及其如何翻译地址有关，但我真的没有。
我将不胜感激任何帮助！
答案 0 :(得分：25)
某些BIOS实施在进入引导加载程序之前进入保护模式。大多数人没有。 BIOS有可能在短时间内切换到保护模式，并在进入引导加载程序之前切换回来，这将允许它使用保护模式的一些好处（例如32位是默认地址大小）。引导加载程序应处于实模式的原因是大多数BIOS功能仅在实模式下工作，因此您需要处于实模式才能使用它们。
ljmp指定要切换到的地址以及要跳转到的地址。它们非常相似（至少在GAS中）汇编器会将带有2个操作数的jmp切换为ljmp。
ljmp是改变cs寄存器的唯一方法之一。这需要完成以激活保护模式，因为cs寄存器需要包含GDT中代码段的选择器。 （如果你想知道，改变cs的其他方法是远程调用，远程返回和中断返回）
请参阅第1项。要么BIOS切换回实模式，否则此引导加载程序将无法使用此BIOS。
参见第3项。它更改cs以指定32位代码段，因此处理器进入32位模式。
当您查看.asm文件时，指令被解释为地址大小为32位，但GDB将其解释为地址大小为16位。指令地址处的数据为0xEA 32 7C 08 00 66 B8。 EA是跳远操作码。在32位地址空间中，地址将使用接下来的四个字节指定，地址为0x87C32，但在16位地址空间中，仅使用2个字节，地址为0x7C32。地址后面的2个字节指定所请求的代码段，在32位模式下为0xB866，在16位模式下为0x0008。 0x66 B8是下一条指令的开始，它将16位立即值移入ax寄存器，可能是为保护模式设置数据段。
答案 1 :(得分：2)
为什么我们在BIOS中进入保护模式？引导程序不应该以实模式运行（顺便说一下 - 为什么它需要在实模式下运行？）
保护模式只提供比realmode更多的功能：本质上是Intel CPU的保护环特权机制（http://en.wikipedia.org/wiki/Ring_(computer_security），32位模式执行等。
我搜索但没有找到ljmpl指令的确切工作方式，它与ljmp和常规jmp之间的区别 - 如果有人指向正确的方向，我将不胜感激。
ljmpl和ljmp在这里是相同的。
我们为什么要跳跃？这条指令的目的是什么？
这是必需的，如英特尔手册中所述，并在下面的代码中内联记录。
对于实际受保护的转换，它在stage2 bootloader中实现：
http://src.illumos.org/source/xref/illumos-gate/usr/src/grub/grub-0.97/stage2/asm.S#real_to_prot
974 /* load the GDT register */ 975 DATA32 ADDR32 lgdt gdtdesc 976 977 /* turn on protected mode */ 978 movl %cr0, %eax 979 orl $CR0_PE_ON, %eax 980 movl %eax, %cr0 981 982 /* jump to relocation, flush prefetch queue, and reload %cs */ 983 DATA32 ljmp $PROT_MODE_CSEG, $protcseg 984
正如你所看到的，代码的每个部分都有一个函数，而ljmp本质上是为了清除预取队列，正如英特尔手册中所要求的那样，我不记得在哪里。