FreeDOS可以运行在实模式或保护模式下,在启动FreeDOS时有4种运行模式选择: 前两种运行在保护模式下, 后两种运行在实模式下. 根据How to tell whether your CPU is running in real mode or protected mode,可以通过如下方式判断当前DOS运行的是实模式还是保护模式: AX最低位是0,故截图中的DOS运行在实模式.…

http://blog.csdn.net/michael2012zhao/article/details/5554023 一. 段寄存器的产生 段寄存器的产生源于Intel 8086 CPU体系结构中数据总线与地址总线的宽度不一致. 数据总线的宽度,也即是ALU(算数逻辑单元)的宽度,平常说一个CPU是“16位”或者“32位”指的就是这个.8086CPU的数据总线是16位. 地址总线的宽度不一定要与ALU的宽度相同.因为ALU的宽度是固定的,它受限于当时的工艺水平,当时只能制造出16位的ALU:…

基于Xv6-OS 分析CR0 寄存器 之前一直认为晕乎乎的...啥?什么时候切换real model,怎么切换,为什么要切换? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 以下这段代码来自Xv6的boot/boot.S 这就是CPU real model 和 pr…

★PART1:进入保护模式 1. 全局描述符表(Global Descriptor Table,GDT)        32位保护模式下,如果要使用一个段,必须先登记,登记的信息包括段的起始地址,段的界限和各种访问属性,如果偏移地址超过了段的界限,就会引发异常中断.和一个段有关的信息需要8个字节来描述,这被称为段的描述符(Segement Descriptor),每个段都需要一个描述符,为了存放描述符,需要在内存中开辟一段空间.这些描述符集中存放,构成了一个描述符表. 为了跟踪全局描述符表,处理…

[-1]写在前面: 以下部分内容总结于 http://blog.csdn.net/ruyanhai/article/details/7181842 complementary: 兼容性是指运行在前期CPU,如8086/8088上的的程序,也可以运行在其以后的处理器,如80286上: [0]看看intel处理器的发展历程 [1]8086/8088的寻址和问题 1.1)寻址:在8086/8088中,只有20根地址总线,所以可以访问的地址是2^20=1M,但由于8086/8088是16位地址模式,能够…

详细的过程说明参考:(1)  https://www.cnblogs.com/Philip-Tell-Truth/p/5211248.html    (2)x86汇编:从实模式到保护模式 这里简化一下说说要点: 1. 生成并加载GDT表 实模式下任何进程可以无限制读写任何内存,甚至os的内存,毫无安全性可言:需要对用户进程读写内存的地址做严格限制,衍生出了保护模式:保护模式将内存分成不同的段,段基址.limit.各种属性存放在GDT表:用户程序读写段内存时需要先通过段寄存器的selector在G…

1 一般来说,80x86(80386及其以后的各代CPU)可以在三种模式下运转:实模式,保护模式,V86模式.实模式就是古老的MS-DOS的运行环境.Win95只利用了两种模式:保护模式和V86模式. 2为什么要进入保护模式: 保护模式有许多优越性.其中最最直接的好处就是:你的程序可以利用更多的内存了! 3 4 从硬件结构上说,386由三个寄存器CR0.CR1.CR2控制着CPU的运转.比如说,CR0的第0位就是用来判断当前CPU是工作在保护模式还是实模式下.学过8088/8086汇编语言的人一…

现代INTEL CPU都有保护模式,实模式这两种CPU运行模式.当CPU加电,CPU初始化时就运行在是模式下,然后现代操作系统会从实模式跳转到保护模式! 为什么需要保护模式? 在最开始编程的汇编时代,程序员的工作就是读懂处理器指令,然后用这些指令来写程序完成工作!一个程序员要写一个程序,这个程序包括了驱动CPU,驱动内存,驱动磁盘等所有的代码,否则就是一颗裸CPU无法运行!后来每一个程序员都觉得这些驱动过程几乎一样,所以就开始构写操作系统,然操作系统来干这些事情!操作系统(这里指的是最原始的操作…

中断是处理器一个非常重要的工作机制.第9章是讲中断在实模式下如何工作,第17章是讲中断在保护模式下如何工作. ★PART1:外部硬件中断 外部硬件中断是通过两个信号线引入处理器内部的,这两条线分别叫NMI和INTR.处理器正在运行的时候会收到各种各样的中断,有些中断必须被处理,这就叫非屏蔽中断:有一些中断的处理优先级没有那么高,并且可以屏蔽,这就叫可屏蔽中断 1. 非屏蔽中断(Non Maskable Interrupt,NMI) 一旦处理器接受到NMI,说明处理器遇到了严重事件,这个时候必须无…

15章其实应该是和14章相辅相成的(感觉应该是作者觉得14章内容太多了然后切出来了一点).任务切换和14章的某些概念是分不开的. ★PART1:任务门与任务切换的方法 1. 任务管理程序 14章的时候我们说过,一个程序他可以有很多个任务,特权级指的是任务的不同部分的特权级,一个任务可以有两个空间,一个全局空间,一个局部空间.在一个任务内,全局空间和局部空间具有不同的特权级别,使用门,可以在任务内将控制从3特权级的局部空间转移到0特权级的全局空间,以使用内核或者操作系统提供的服务. 任务切换时以任…

在我们阅读boot loader代码时,遇到了两个非常重要的概念,实模式(real mode)和保护模式(protected mode). 首先我们要知道这两种模式都是CPU的工作模式,实模式是早期CPU运行的工作模式,而保护模式则是现代CPU运行的模式. 但是为什么现代CPU在运行boot loader时仍旧要先进入实模式呢?就是为了实现软件的向后兼容性不得已才这样的. 下面我们分别看下这两种工作模式的基本原理. 实模式(real mode) 实模式出现于早期8088CPU时期.当时由于CPU…

实模式和保护模式区别及寻址方式 转载请注明出处:http://blog.csdn.NET/rosetta 64KB-4GB-64TB? 我记得大学的汇编课程.组成原理课里老师讲过实模式和保护模式的区别,在很多书本上也有谈及,无奈本人理解和感悟能力实在太差,在很长一段时间里都没真正的明白它们的内含,更别说为什么实模式下最大寻址空间为1MB?段的最大长度不超过64KB?而保护模式下为啥最大寻址能力就变成了64TB?每个段最大也达4GB? 更甚者分段和分页这两个高深的概念像我这种菜鸟怎么也理解不了啊!…

★PART1:32位保护模式下任务的隔离和特权级保护  这一章是全书的重点之一,这一张必须要理解特权级(包括CPL,RPL和DPL的含义)是什么,调用门的使用,还有LDT和TSS的工作原理(15章着重讲TSS如何进行任务切换). 1. 任务,任务的LDT和TSS 程序是记录在载体上的指令和数据,其正在执行的一个副本,叫做任务(Task).如果一个程序有多个副本正在内存中运行,那么他对应多个任务,每一个副本都是一个任务.为了有效地在任务之间进行隔离,处理器建议每个任务都应该具有他自己的描述符表,称…

★PART1:32位的x86处理器执行方式和架构 1. 寄存器的拓展(IA-32) 从80386开始,处理器内的寄存器从16位拓展到32位,命名其实就是在前面加上e(Extend)就好了,8个通用寄存器被命名为EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,ESP和EBP,同样的,操作的时候必须要和寄存器的长匹配,比如下面的操作就是错的. 32位通用寄存器的高16位不可以单独使用,但是他们的低16位依然可以按照8086的使用方法一样使用.处理器在32位保护模式下可以使用全部的32条地址线,访问4…

    第八章是一个非常重要的章节,讲述的是实模式下对硬件的访问(这一节主要讲的是硬盘),还有用户程序重定位的问题.现在整理出来刚好能和保护模式下的用户程序定位作一个对比. ★PART1:用户程序的重定位,硬盘的访问 1. 分段.段的汇编地址和段内汇编地址 NASM编译器使用汇编指令“SECTION”或者“SEGMENT”来定义段.他的一般格式是SECTION 段名称或者SEGMENT段名称(段名称不能重复),另外NASM对段没有数量的限制,一个程序可以有很多的代码段和数据段.Intel处理器要…

应用程序的编写大部分的时候是不必关心系统级架构的,最多学习一下平台所给的API即可,也就是我们通常说的黑箱子.但是在学习操作系统的时候,系统级架构是要关心的. 系统级架构很难学习,其中一个很大的原因是“纷繁复杂的架构”,还有就是很强的陌生感.先说个故事吧. 秋季学期俱乐部招新由我来面试,之前并没有做过这样的事情,我的手中有一份参加面试的名单,上面写着同学们的姓名.学号.学院.联系方式等信息,如果明天直接去面试彼此不了解,第一次做面试官的我很容易尴尬,“实体物的像会影响一个人的判断,甚至丧失对实体…

在进入保护模式之前,我们先要学习一些基础知识.今天我们看一下全局描述符表(Global Descriptor Table, 简称GDT). 同实模式一样,在保护模式下,对内存的访问仍然使用段地址加偏移地址.但是,在保护模式下,在每个段能够访问之前,必须先登记.这就好比像C语言中,"对变量的使用必须先定义"一样. 每个段在能够使用之前,都要为这个段建立一个描述符.每个描述符占8个字节,这些描述符集中存放在内存的某个区域,一个挨着一个,就构成了一张"表". 80x86中…

存储器的保护(三) 修改本章代码清单,使之可以检测1MB以上的内存空间(从地址0x0010_0000开始,不考虑高速缓存的影响).要求:对内存的读写按双字的长度进行,并在检测的同时显示已检测的内存数量.建议对每个双字单元用两个花码0x55AA55AA和0xAA55AA55进行检测. 上面的文字选自原书第12章的习题1. 这篇博文就讨论一下这道题.由于是初学,我不对自己做太高的要求,只要实现功能即可. 代码清单 ;文件说明:第12章习题-1 ;创建日期:2016-3-7 ;--------- eq…

本文是原书第12章的学习笔记. 说句题外话,这篇博文是补写的,因为让我误删了,可恶的是CSDN的回收站里找不到! 好吧,那就再写一遍,我有坚强的意志.司马迁曰:“文王拘而演<周易>:仲尼厄而作<春秋>:屈原放逐,乃赋<离骚>:左丘失明,厥有<国语>:孙子膑脚,<兵法>修列:不韦迁蜀,世传<吕览>……”好了,不煽情了,进入正题. 第12章的代码如下. 1 ;代码清单12-1 2 ;文件名:c12_mbr.asm 3 ;文件说明:硬盘主引…

(十)保护模式下的栈 ;以下用简单的示例来帮助阐述32位保护模式下的堆栈操作 mov cx,00000000000_11_000B ;加载堆栈段选择子 mov ss,cx mov esp,0x7c00 第77~79行用来初始保护模式下的栈.栈段描述符是GDT中第3个(从0开始数)描述符,这个描述符的线性基地址是0x0000_0000,段界限是0x0000_7a00,粒度是字节,B=1,属于可读可写.向下扩展的数据段. 我在博文数据段描述符和代码段描述符(一)--<x86汇编语言:从实模式到保护模…

一.Intel 32 位处理器的工作模式 如上图所示,Intel 32 位处理器有3种工作模式. (1)实模式:工作方式相当于一个8086 (2)保护模式:提供支持多任务环境的工作方式,建立保护机制 (3)虚拟8086模式:这种方式可以使用户在保护模式下运行8086程序(比如cmd打开的console窗口,就是工作在虚拟8086模式) 有几点需要特别说明: (1)保护模式可分为16位和32位的,由段描述符中的D标志指明.对于32位代码段和数据段,这个标志总是设为1:对于16位代码和数据段,这个标…

一.80286的工作模式 80286首次提出了实模式和保护模式的概念. 实模式:和8086的工作方式相同: 保护模式:提供了存储器管理机制和保护机制,支持多任务. 二.80286的寄存器 (一)通用寄存器 80286的通用寄存器和8086一样,有AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI: (二)IP 80286的指令指针寄存器也和8086一样,没有什么特别的. (三)标志寄存器 80286的标志寄存器同8086相比,增加了IOPL(特权级)和NT(子任务嵌套),这两个字段只在保护模式中使用…

首先来段题外话:之前我发现我贴出的代码都没有行号,给讲解带来不便.所以从现在起,我要给代码加上行号.我写博客用的这个插入代码的插件,确实不支持自动插入行号.我真的没有找到什么好方法,无奈之下,只能按照网友的说法,在VIM中给每行代码加上行号,然后再贴出来. 在VIM中每一行都添加上行号的方法是: :%s/^/\=line(".")/ 对,只要执行这个命令就可以了.至于为什么这样写,可以参考我的另一篇博文 <在VIM中添加行号的方法>http://blog.csdn.net/…

之前已经做了一些理论上的铺垫,这次我们就可以看代码了. 一.代码清单 ;代码清单11-1 ;文件名:c11_mbr.asm ;文件说明:硬盘主引导扇区代码 ;创建日期:2011-5-16 19:54 ;设置堆栈段和栈指针 mov ax,cs mov ss,ax mov sp,0x7c00 ;计算GDT所在的逻辑段地址 mov ax,[cs:gdt_base+0x7c00] ;低16位 mov dx,[cs:gdt_base+0x7c00+0x02] ;高16位 div bx mov ds,ax…

一.段描述符的分类 在上一篇博文中已经说过,为了使用段,我们必须要创建段描述符.80X86中有各种各样的段描述符,下图展示了它们的分类. 看了上图,你也许会说:天啊,怎么这么多段描述符啊!我可怎么记住呢? 别担心,我会在以后的博文中,跟随原书的作者,为您逐步介绍.我们的学习是循序渐进的,所以不要求一下子掌握所有东西.我们的原则是:用到什么学什么.我们今天的重点是"存储段描述符". 二.段描述符的通用格式[1] 段描述符是GDT和LDT中的一个数据结构项,用于向处理器提供有关一个段的位置…

在说正题之前,我们先看2个概念. 1.指令集架构(ISA) ISA 的全称是 instruction set architecture,中文就是指令集架构,是指对程序员实际"可见"的指令集,包含了程序员编写一个能正确运行的二进制机器语言程序的所有信息,涉及到指令. I/O 设备等.例如 Intel 的 IA-32.Intel 64.ARM 的 ARMv7.ARMv8 等等. 2.微架构 微架构(Microarchitecture)又称为微体系结构/微处理器体系结构.是将一种给定的指令集…

有幸结识了<X86汇编语言:从实模式到保护模式>一书.我觉得这本书非常好,语言活泼,通俗易懂,源码丰富,受益匪浅.读罢一遍,意犹未尽.于是打算再读一遍,并把自己的读书所学总结成笔记,一来给自己留个纪念,二来供各位访客参考.初出茅庐,牛刀小试,如有错误,实属必然.还请广大博友批评指正,不吝赐教.   在此也向本书的作者--李忠.王晓波(我联想到了作家王小波,其实他曾经也是程序员).余洁表示敬意.希望他们能出更多的好书.   关于本书的配书文件和源代码,我已经上传到 http://download…

本文是<x86汇编语言:从实模式到保护模式>(电子工业出版社)的读书实验笔记. 这篇文章我们先不分析代码,而是说一下在Bochs环境下如何看到实验结果. 需要的源码文件 第一个文件是加载程序 ;代码清单8-1 ;文件名:c08_mbr.asm ;文件说明:硬盘主引导扇区代码(加载程序) ;创建日期:2011-5-5 18:17 app_lba_start equ 100 ;声明常数(用户程序起始逻辑扇区号) ;常数的声明不会占用汇编地址 SECTION mbr align=16 vstart=…

x86实模式到保护模式  李忠 王晓波 第3到4章 各个进制间的转换省略 实验环境 编译器  nasm 虚拟机 virtual box 小程序  hexview   观察编译后的机器代码 fixvhdwr 向虚拟硬盘写入数据 计算机启动简介 cpu的引脚  reset    接受复位信号   电平由低变高时    cpu进行硬件的初始化   cs的内容为0xffff     其余寄存器为0 内存   dram  随机访问存储器 rom  只读存储器    例如bios系统需要无电存储 8086…

x86保护模式     实模式与保护模式切换实例 实例一 逻辑功能   以十六进制数的形式显示从内存地址110000h开始的256个字节的值    实现步骤: 1  切换保护方式的准备 2. 切换到保护方式 3. 把指定内存区域的内容传送到位于常规内存的缓冲区中 4. 切换回实模式 5. 显示缓冲区内容   代码: 386保护模式汇编语言程序用到的包含文件如下所示,该包含文件在后面的程序中还要用到. ;名称:386SCD.INC ;功能:符号常量等的定义 ;-------------------…