《ORANGE’S：一个操作系统的实现》读书笔记（三）保护模式进阶

最新推荐文章于 2025-12-10 16:57:19 发布

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#笔记

上一篇文章记录了如何进入保护模式，但是并没有展示保护模式的便利，例子也仅仅是打印了一个红色的字母P，这在实模式中也可以容易地完成，没有必要使用保护模式。所以这篇文章记录保护模式的便利以及实模式无法完成的任务。

实模式的寻址能力只有1MB，而保护模式下的寻址空间可以达到4GB，可以完成更多的任务，所以今天记录书上的例子第一个功能就是体验保护模式超过1MB内存的访问能力。

另外，上一篇文章记录的代码例子比较简单，进入保护模式之后就开始死循环，除了重启系统外没有其他办法。但实际上，在DOS下完全可以在程序结束时跳回实模式。所以记录例子的第二个功能就是从保护模式跳回到实模式。

整理一下，本篇文章记录保护模式进阶的实例代码，完成2个功能：

试验读写大地址内存。新建一个段，该段以5MB为基址。先读出开始处8字节的内容，然后写入一个字符串，再从中读出8字节。
实模式 --> 保护模式 --> 实模式。

在这里首先将该篇文章代码例子（pmtest2.asm）记录下来，然后再依次记录代码说明。

; ==========================================
; pmtest2.asm
; 编译方法：nasm pmtest2.asm -o pmtest2.com
; ==========================================

%include    "pm.inc"    ; 常量, 宏, 以及一些说明，使用的和上一篇文章是一个文件

org 0100h
    jmp LABEL_BEGIN

[SECTION .gdt]
; GDT
;                            段基址,        段界限 , 属性
LABEL_GDT:         Descriptor    0,              0, 0         ; 空描述符
LABEL_DESC_NORMAL: Descriptor    0,         0ffffh, DA_DRW    ; Normal 描述符
LABEL_DESC_CODE32: Descriptor    0, SegCode32Len-1, DA_C+DA_32; 非一致代码段, 32
LABEL_DESC_CODE16: Descriptor    0,         0ffffh, DA_C      ; 非一致代码段, 16
LABEL_DESC_DATA:   Descriptor    0,      DataLen-1, DA_DRW    ; Data
LABEL_DESC_STACK:  Descriptor    0,     TopOfStack, DA_DRWA+DA_32; Stack, 32 位
LABEL_DESC_TEST:   Descriptor 0500000h,     0ffffh, DA_DRW
LABEL_DESC_VIDEO:  Descriptor  0B8000h,     0ffffh, DA_DRW    ; 显存首地址
; GDT 结束

GdtLen      equ $ - LABEL_GDT   ; GDT长度
GdtPtr      dw  GdtLen - 1  ; GDT界限
        dd  0       ; GDT基地址

; GDT 选择子
SelectorNormal      equ LABEL_DESC_NORMAL   - LABEL_GDT
SelectorCode32      equ LABEL_DESC_CODE32   - LABEL_GDT
SelectorCode16      equ LABEL_DESC_CODE16   - LABEL_GDT
SelectorData        equ LABEL_DESC_DATA     - LABEL_GDT
SelectorStack       equ LABEL_DESC_STACK    - LABEL_GDT
SelectorTest        equ LABEL_DESC_TEST     - LABEL_GDT
SelectorVideo       equ LABEL_DESC_VIDEO    - LABEL_GDT
; END of [SECTION .gdt]

[SECTION .data1]     ; 数据段
ALIGN   32
[BITS   32]
LABEL_DATA:
SPValueInRealMode   dw  0
; 字符串
PMMessage:      db  "In Protect Mode now. ^-^", 0   ; 在保护模式中显示