80386保护模式下实现 Hello World

利用选择子 拿到对应的段描述符，之后自然就可以拿到段基址，再加上段内偏移地址，就可以跳转
dword 双字 32位

word 两个字节 16位
dword 四个字节 32位

问题：为什么要明确的标识出 dword 32位呢？

答案：因为我们现在的无条件跳转 jmp 是从16位代码段 跳转到 32位代码段，16位代码段的意思就是 编译器在默认的情况下 对16位代码段里面的立即数 解释为16位。编译器有默认的准则，如果不明确指定，则在16位代码段中，编译器会默认 认为这个立即数就是16位的，多的部分就扔掉了。

如下代码段，在从16位代码段 跳转到 32位代码段的时候，没有明确的给编译器指定 dword !!，那么编译器就会按照16位代码段默认准则 即16位 进行编译，看到立即数，就按照16位的方式解释它，如果该立即数大过16位数据能够表示的范围，就会截断，所以这里 编译器就会认为跳转到 32位代码段 偏移地址为 0x5678的地方，1234 舍弃。

所以 dword 就是告诉编译器，现在要从16位跳转到 32位，因此解释这一行语句的时候，用 32位的方式来解释 ！！！

显卡的主要任务是 提供要显示的数据，并且还有一个额外的智能：控制显示器的工作状态。当显卡控制完显示器，并提供好数据之后，显示器就可以把数据显示出来了。
显卡所提供的数据是放在现存中的，显存用来存储需要显示的数据。在本质上 和内存无差别，只不过显存是存在于显卡内部的。

所以直接向这个地址范围内写数据，显存当中的内容就会发生改变，对应的屏幕当中的内容也会发生改变。

自定义函数 需要一个栈空间，就是一段内存空间，这段内存空间在保护模式下 是需要被定义的，通过段描述符定义，所以可以在全局段描述符表中 新增一个 段描述符 ，代表全局的栈段。用于保护模式下的函数调用。

而我们需要打印的字符串可以放到 数据段，以往的学习表明 数据段就是 全局的一段数据空间，该空间存放数据，其中字符串也是放到全局数据段中的\，并且是放到全局只读数据段。 而这个所谓的全局数据段 本质就是一块内存，既然是一块内存，那就应该用段描述符定义一下，所以可以在 全局段描述符表中添加一个 段描述符，即数据段描述符

需要注意的是：80386以及之后的处理器 的16位实模式下，是可以使用32位寄存器 32位地址的，80386以及之后的处理器 虽然上电之后处于 8086的实模式，但是这是为了兼容8086 而 故意使用的 16位运行模式，即此时 对应的 立即数 或者寄存器 都使用16位，但这是为了兼容，实际80386以及之后的处理器 的16位实模式下 是可以使用32位寄存器和地址的！！！

loader.asm

%include "inc.asm"

org 0x9000

jmp CODE16_SEGMENT

[section .gdt]
; GDT definition
;                                 段基址，       段界限，       段属性
GDT_ENTRY       :     Descriptor    0,            0,           0
CODE32_DESC     :     Descriptor    0,    Code32SegLen - 1,    DA_C + DA_32
;显存段描述符
;显存段属性：DA_DRWA + DA_32 --> 32位保护模式下的段，并且该段 可读可写 并且在这一刻之前 显存已经被访问过了(因为之前BIOS需要打印的信息 都是通过操作显存 显卡完成的)
VIDEO_DESC      :     Descriptor 0xB8000,     0x07FFF,         DA_DRWA + DA_32

;全局数据段 段描述符
;全局数据段属性 ：32位保护模式下 只读段
DATA32_DESC     :     Descriptor    0,    Data32SegLen - 1,    DA_DR + DA_32

;全局栈空间 段描述符
;全局栈空间属性 ：32位保护模式下 可读可写段   范围 0 - 0x7c00 定义为32位保护模式下全局栈空间
STACK_DESC      :     Descriptor    0,     TopOfStackInit,     DA_DRW + DA_32
; GDT end

GdtLen    equ   $ - GDT_ENTRY

GdtPtr:
          dw   GdtLen - 1
          dd   0
          
          
; GDT Selector

Code32Selector    equ (0x0001 << 3) + SA_TIG + SA_RPL0
;定义 显存段描述符VIDEO_DESC 的选择子，在全局段描述符表中的下标是2  所以段描述符索引值是 2
;属性是 SA_TIG(表示该选择子想要去访问的段描述符是 全局段描述符) + SA_RPL0(特权级 第0特权级)
VideoSelector     equ (0x0002 << 3) + SA_TIG + SA_RPL0

;定义 全局数据段 段描述符DATA32_DESC的 选择子，在全局段描述符表中的下标是3  所以段描述符索引值是 3
;属性是 SA_TIG(表示该选择子想要去访问的段描述符是 全局段描述符) + SA_RPL0(特权级 第0特权级)
Data32Selector    equ (0x0003 << 3) + SA_TIG + SA_RPL0

;定义 栈空间 段描述符STACK_DESC的 选择子，在全局段描述符表中的下标是4  所以段描述符索引值是 4
StackSelector     equ (0x0004 << 3) + SA_TIG + SA_RPL0

; end of [section .gdt]

; 定义常量  初始栈指针位置
TopOfStackInit    equ 0x7c00

;定义 32位保护模式 数据段，存放字符串
[section .dat]
[bits 32]
DATA32_SEGMENT:
	;定义需要打印的字符串 以0结束
    DTOS               db  "D.T.OS!", 0
	;字符串的长度，此时代表字符串的 段内偏移地址
    DTOS_OFFSET        equ DTOS - $$
    HELLO_WORLD        db  "Hello World!", 0
    HELLO_WORLD_OFFSET equ HELLO_WORLD - $$

;数据段长度 
Data32SegLen equ $ - DATA32_SEGMENT

[section .s16]
[bits 16]
CODE16_SEGMENT:
    mov ax, cs
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov ss, ax
	;在16位 代码段中 设置了栈指针
    mov sp, TopOfStackInit
    
; initialize GDT for 32 bits code segment
;设置 CODE32_SEGMENT段 32位段基址 到  对应的段描述符对应位置
    mov esi, CODE32_SEGMENT
    mov edi, CODE32_DESC
    
    call InitDescItem
    
;设置 数据段 32位段基址 到  数据段 段描述符对应位置
    mov esi, DATA32_SEGMENT
    mov edi, DATA32_DESC
    
    call InitDescItem
    
    ; initialize GDT pointer struct
    mov eax, 0
    mov ax, ds
    shl eax, 4
    add eax, GDT_ENTRY
    mov dword [GdtPtr + 2], eax

    ; 1. load GDT
    lgdt [GdtPtr]
    
    ; 2. close interrupt
    cli 
    
    ; 3. open A20
    in al, 0x92
    or al, 00000010b
    out 0x92, al
    
    ; 4. enter protect mode
    mov eax, cr0
    or eax, 0x01
    mov cr0, eax
    
    ; 5. jump to 32 bits code
    jmp dword Code32Selector : 0

;初始化段描述符中的 段基址， 根据代码段标签初始化对应的段描述符
; esi    --> code segment label  代码段标签
; edi    --> descriptor label 段描述符标签
InitDescItem:
;备份 eax
    push eax

	; 设置32位段基址 到 段描述符对应位置
    mov eax, 0
    mov ax, cs
	;eax 左移4位
    shl eax, 4
	;代码段标签
	;段寄存器<<4) + (32位代码段 偏移地址   == 32位代码段的真实物理地址，即段基地址
    add eax, esi
	;将 ax寄存器保存的值 放到 段描述符标签+2 地址处， 段基址的0-15位 放到 段描述符的16-31 位
    mov word [edi + 2], ax
	;eax 右移16位  也就是低16位被移出去了
    shr eax, 16
	; al(ax低8位)   此时al是32位代码段基地址当中的第三个字节(段基址 16-23位) 放到 段描述符的32-39位
    mov byte [edi + 4], al
	; ah(ax高8位)    此时ah是32位代码段基地址当中第四个字节(段基址 24-31位) 放到 段描述符的55-63位 第七个字节
    mov byte [edi + 7], ah
   
;回复 eax   
    pop eax
    
    ret
    
    
[section .s32]
[bits 32]
CODE32_SEGMENT:
;首先分别将 
	;显存段 基地址放到 gs段寄存器中，gs段寄存器用于存放 显存段基地址
	;栈空间段 基地址放到 ss段寄存器中，ss段寄存器用于存放 栈空间段基地址
	;数据空间段 基地址放到 ds段寄存器中，ds段寄存器用于存放 数据段基地址

; 将显存段描述符的选择子 放到 gs寄存器中，所以此时gs寄存器就代表了这整个显存段
    mov ax, VideoSelector
    mov gs, ax
   
	;通过栈空间段描述符的选择子 获取段的起始地址 设置到 ss
    mov ax, StackSelector
    mov ss, ax
 
;通过段描述符的选择子 获取段的起始地址 即ds
;再通过具体的段内偏移地址ebp ， 得到具体地址  ds:ebp
	;通过段描述符的选择子 设置 对应段寄存器，即获取数据段 段地址
    mov ax, Data32Selector
    mov ds, ax
    
	;获取目标字符串在段内偏移地址， 因为是保护模式下的编程，地址用段内偏移地址
    mov ebp, DTOS_OFFSET
	;打印属性 黑底红字
    mov bx, 0x0C
	;打印位置
    mov dh, 12
    mov dl, 33
    
    call PrintString
    
    mov ebp, HELLO_WORLD_OFFSET
    mov bx, 0x0C
    mov dh, 13
    mov dl, 31
    
    call PrintString
    
    jmp $

; 32位保护模式下下的 打印函数 需要定义在 [section .s32] 代码节下
; ds:ebp    --> string address  目标字符串地址
; bx        --> attribute  打印属性
; dx        --> dh : row, dl : col  打印坐标
PrintString:
    push ebp
    push eax
    push edi
    push cx
    push dx


print:
	;取当前字符
    mov cl, [ds:ebp]
	;判断当前字符是否为0
    cmp cl, 0
	;如果是0 则打印结束  跳转到 end标签
    je end
	;如果不为0 
	; 行*80，相乘结果放到 eax寄存器中
    mov eax, 80
    mul dh
	
	;加列坐标 dl  -->  eax+列
    add al, dl
	; eax*2  得到最终的打印位置
    shl eax, 1
	;将打印位置 放到 edi 中
    mov edi, eax
	;获取字符属性 - 高八位  需要显示字符的颜色
    mov ah, bl
	;获取字符属性 - 低八位  需要显示的字符 
    mov al, cl
	;将字符写入显存中 打印
    mov [gs:edi], ax
	;下一个字符
    inc ebp
	;下一个字符打印的位置
    inc dl
	;无条件跳转 循环
    jmp print

end:
    pop dx
    pop cx
    pop edi
    pop eax
    pop ebp
    
    ret
    
Code32SegLen    equ    $ - CODE32_SEGMENT