Linux內核系列—操作系統開發之保護模式的優勢，linux內核

Linux內核系列—操作系統開發之保護模式的優勢，linux內核

在上一篇中我們雖然成功進入了保護模式，但是並沒有體驗到保護模式帶給我們的便利。其實在保護模式下尋址空間可以達到4GB，實模式下1MB的尋址能力差得太遠了。那麼下面，我們就把程序稍作修改，體驗一下它對超過1MB內存的訪問能力。

我們來試驗一下讀寫大地址內存。在前面程序的基礎上，新建一個段，這個段以5MB為基址，遠遠超出實模式下1MB的界限。我們先讀出開始處8字節的內容，然後寫入一個字符串，再從中讀出8字節，如下所示：

	call	TestRead
	call	TestWrite
	call	TestRead

如果讀寫成功的話，兩次讀出的內容應該是不同的，而且第二次讀出的內容應該是我們寫進的字符串。字符串是保存在數據段中的，也是新增加的。增加的兩個段如下所示：

LABEL_DESC_DATA:   Descriptor    0,      DataLen-1, DA_DRW    ; Data
LABEL_DESC_TEST:   Descriptor 0500000h,     0ffffh, DA_DRW

SelectorData		equ	LABEL_DESC_DATA		- LABEL_GDT
SelectorTest		equ	LABEL_DESC_TEST		- LABEL_GDT

[SECTION .data1]	 ; 數據段
ALIGN	32
[BITS	32]
LABEL_DATA:
BootMessage:		db	"Joey, I'm in protected mode!"
OffsetPMMessage		equ	BootMessage - $$		;表示字符串BootMessage相對於本節的開始處（LABEL_DATA）的偏移
StrTest:		db	"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ", 0
OffsetStrTest		equ	StrTest - $$
DataLen			equ	$ - LABEL_DATA
; END of [SECTION .data1]

段[SECTION .s32]這個段的開頭初始化了ds、es和gs，讓ds指向新增的數據段，es指向新增的5MB內存的段，gs指向顯存。如下所示：

LABEL_SEG_CODE32:
	mov	ax, SelectorData
	mov	ds, ax			; 數據段選擇子
	mov	ax, SelectorTest
	mov	es, ax			; 測試段選擇子
	mov	ax, SelectorVideo
	mov	gs, ax			; 視頻段選擇子(目的)

數據段的基址便是LABEL_DATA的物理地址。於是OffsetStrTest既是字符串相對於LABEL_DATA的偏移，也是其在數據段中的偏移。我們在保護模式下需要用到的正是這個偏移，而不再是實模式下的地址。section的一點妙用指的便是這裡的$$。

	; 初始化數據段描述符
	xor	eax, eax
	mov	ax, ds
	shl	eax, 4
	add	eax, LABEL_DATA
	mov	word [LABEL_DESC_DATA + 2], ax
	shr	eax, 16
	mov	byte [LABEL_DESC_DATA + 4], al
	mov	byte [LABEL_DESC_DATA + 7], ah

運行如下所示：

第一次執行call TestRead時顯示8個空字符，第二次執行call TestRead時顯示ABCDEFGH。因為TestRead的段寄存器指向的是5MB內存地址處的內容，一開始是沒有任何數據。

TestRead:
	xor	esi, esi
	mov	ecx, 8
.loop:
	mov	al, [es:esi]
	call	DispAL
	inc	esi
	loop	.loop

	ret

然後第190行向這個5MB內存地址處依次寫入8字節數據。

【源碼及軟盤映像】