system.h

linux 0.11 内核源码。kernel-011-src.tar

//// 切换到用户模式运行。
// 该函数利用iret 指令实现从内核模式切换到用户模式（初始任务0）。
#define move_to_user_mode() \
__asm__ ( "movl %%esp,%%eax\n\t" \ // 保存堆栈指针esp 到eax 寄存器中。
"pushl $0x17\n\t" \ // 首先将堆栈段选择符(SS)入栈。
"pushl %%eax\n\t" \ // 然后将保存的堆栈指针值(esp)入栈。
"pushfl\n\t" \ // 将标志寄存器(eflags)内容入栈。
"pushl $0x0f\n\t" \ // 将内核代码段选择符(cs)入栈。
"pushl $1f\n\t" \ // 将下面标号1 的偏移地址(eip)入栈。
"iret\n" \ // 执行中断返回指令，则会跳转到下面标号1 处。
"1:\tmovl $0x17,%%eax\n\t" \ // 此时开始执行任务0，
"movw %%ax,%%ds\n\t" \ // 初始化段寄存器指向本局部表的数据段。
"movw %%ax,%%es\n\t" \
"movw %%ax,%%fs\n\t" \
"movw %%ax,%%gs" \
::: "ax")

#define sti() __asm__ ( "sti"::) // 开中断嵌入汇编宏函数。
#define cli() __asm__ ( "cli"::) // 关中断。
#define nop() __asm__ ( "nop"::) // 空操作。

#define iret() __asm__ ( "iret"::) // 中断返回。

//// 设置门描述符宏函数。
// 参数：gate_addr -描述符地址；type -描述符中类型域值；dpl -描述符特权层值；addr -偏移地址。
// %0 - (由dpl,type 组合成的类型标志字)；%1 - (描述符低4 字节地址)；
// %2 - (描述符高4 字节地址)；%3 - edx(程序偏移地址addr)；%4 - eax(高字中含有段选择符)。
#define _set_gate(gate_addr,type,dpl,addr) \
__asm__ ( "movw %%dx,%%ax\n\t" \ // 将偏移地址低字与选择符组合成描述符低4 字节(eax)。
"movw %0,%%dx\n\t" \ // 将类型标志字与偏移高字组合成描述符高4 字节(edx)。
"movl %%eax,%1\n\t" \ // 分别设置门描述符的低4 字节和高4 字节。
"movl %%edx,%2" \
: \
: "i" ((short) (0x8000+(dpl<<13)+(type<<8))), \
"o" (*((char *) (gate_addr))), \
"o" (*(4+(char *) (gate_addr))), \
"d" ((char *) (addr)), "a" (0x00080000))

//// 设置中断门函数。
// 参数：n - 中断号；addr - 中断程序偏移地址。
// &idt[n]对应中断号在中断描述符表中的偏移值；中断描述符的类型是14，特权级是0。
#define set_intr_gate(n,addr) \
_set_gate(&idt[n],14,0,addr)

//// 设置陷阱门函数。
// 参数：n - 中断号；addr - 中断程序偏移地址。
// &idt[n]对应中断号在中断描述符表中的偏移值；中断描述符的类型是15，特权级是0。
#define set_trap_gate(n,addr) \
_set_gate(&idt[n],15,0,addr)

//// 设置系统调用门函数。
// 参数：n - 中断号；addr - 中断程序偏移地址。
// &idt[n]对应中断号在中断描述符表中的偏移值；中断描述符的类型是15，特权级是3。
#define set_system_gate(n,addr) \
_set_gate(&idt[n],15,3,addr)

//// 设置段描述符函数。
// 参数：gate_addr -描述符地址；type -描述符中类型域值；dpl -描述符特权层值；
// base - 段的基地址；limit - 段限长。（参见段描述符的格式）
#define _set_seg_desc(gate_addr,type,dpl,base,limit) {\
*(gate_addr) = ((base) & 0xff000000) | \ // 描述符低4 字节。
(((base) & 0x00ff0000)>>16) | \
((limit) & 0xf0000) | \
((dpl)<<13) | \
(0x00408000) | \
((type)<<8); \
*((gate_addr)+1) = (((base) & 0x0000ffff)<<16) | \ // 描述符高4 字节。
((limit) & 0x0ffff); }

//// 在全局表中设置任务状态段/局部表描述符。
// 参数：n - 在全局表中描述符项n 所对应的地址；addr - 状态段/局部表所在内存的基地址。
// type - 描述符中的标志类型字节。
// %0 - eax(地址addr)；%1 - (描述符项n 的地址)；%2 - (描述符项n 的地址偏移2 处)；
// %3 - (描述符项n 的地址偏移4 处)；%4 - (描述符项n 的地址偏移5 处)；
// %5 - (描述符项n 的地址偏移6 处)；%6 - (描述符项n 的地址偏移7 处)；
#define _set_tssldt_desc(n,addr,type) \
__asm__ ( "movw $104,%1\n\t" \ // 将TSS 长度放入描述符长度域(第0-1 字节)。
"movw %%ax,%2\n\t" \ // 将基地址的低字放入描述符第2-3 字节。
"rorl $16,%%eax\n\t" \ // 将基地址高字移入ax 中。
"movb %%al,%3\n\t" \ // 将基地址高字中低字节移入描述符第4 字节。
"movb $" type ",%4\n\t" \ // 将标志类型字节移入描述符的第5 字节。
"movb $0x00,%5\n\t" \ // 描述符的第6 字节置0。
"movb %%ah,%6\n\t" \ // 将基地址高字中高字节移入描述符第7 字节。
"rorl $16,%%eax" \ // eax 清零。
:: "a" (addr), "m" (*(n)), "m" (*(n+2)), "m" (*(n+4)), \
"m" (*(n+5)), "m" (*(n+6)), "m" (*(n+7)) \
)

//// 在全局表中设置任务状态段描述符。
// n - 是该描述符的指针；addr - 是描述符中的基地址值。任务状态段描述符的类型是0x89。
#define set_tss_desc(n,addr) _set_tssldt_desc(((char *) (n)),addr, "0x89")
//// 在全局表中设置局部表描述符。
// n - 是该描述符的指针；addr - 是描述符中的基地址值。局部表描述符的类型是0x82。
#define set_ldt_desc(n,addr) _set_tssldt_desc(((char *) (n)),addr, "0x82")