pmtest9.asm

自己动手写操作系统 随书所有源代码和二进制文件

	out	021h, al	; 主8259, ICW4.
	call	io_delay

	out	0A1h, al	; 从8259, ICW4.
	call	io_delay

	mov	al, 11111110b	; 仅仅开启定时器中断
	;mov	al, 11111111b	; 屏蔽主8259所有中断
	out	021h, al	; 主8259, OCW1.
	call	io_delay

	mov	al, 11111111b	; 屏蔽从8259所有中断
	out	0A1h, al	; 从8259, OCW1.
	call	io_delay

	ret
; Init8259A ---------------------------------------------------------------------------------------------


; SetRealmode8259A ---------------------------------------------------------------------------------------------
SetRealmode8259A:
	mov	ax, SelectorData
	mov	fs, ax

	mov	al, 017h
	out	020h, al	; 主8259, ICW1.
	call	io_delay

	mov	al, 008h	; IRQ0 对应中断向量 0x8
	out	021h, al	; 主8259, ICW2.
	call	io_delay

	mov	al, 001h
	out	021h, al	; 主8259, ICW4.
	call	io_delay

	mov	al, [fs:SavedIMREG]	; ┓恢复中断屏蔽寄存器(IMREG)的原值
	out	021h, al		; ┛
	call	io_delay

	ret
; SetRealmode8259A ---------------------------------------------------------------------------------------------

io_delay:
	nop
	nop
	nop
	nop
	ret

; int handler ---------------------------------------------------------------
_ClockHandler:
ClockHandler	equ	_ClockHandler - $$
	inc	byte [gs:((80 * 0 + 70) * 2)]	; 屏幕第 0 行, 第 70 列。
	mov	al, 20h
	out	20h, al				; 发送 EOI
	iretd

_UserIntHandler:
UserIntHandler	equ	_UserIntHandler - $$
	mov	ah, 0Ch				; 0000: 黑底    1100: 红字
	mov	al, 'I'
	mov	[gs:((80 * 0 + 70) * 2)], ax	; 屏幕第 0 行, 第 70 列。
	iretd

_SpuriousHandler:
SpuriousHandler	equ	_SpuriousHandler - $$
	mov	ah, 0Ch				; 0000: 黑底    1100: 红字
	mov	al, '!'
	mov	[gs:((80 * 0 + 75) * 2)], ax	; 屏幕第 0 行, 第 75 列。
	jmp	$
	iretd
; ---------------------------------------------------------------------------

; 启动分页机制 --------------------------------------------------------------
SetupPaging:
	; 根据内存大小计算应初始化多少PDE以及多少页表
	xor	edx, edx
	mov	eax, [dwMemSize]
	mov	ebx, 400000h	; 400000h = 4M = 4096 * 1024, 一个页表对应的内存大小
	div	ebx
	mov	ecx, eax	; 此时 ecx 为页表的个数，也即 PDE 应该的个数
	test	edx, edx
	jz	.no_remainder
	inc	ecx		; 如果余数不为 0 就需增加一个页表
.no_remainder:
	mov	[PageTableNumber], ecx	; 暂存页表个数

	; 为简化处理, 所有线性地址对应相等的物理地址. 并且不考虑内存空洞.

	; 首先初始化页目录
	mov	ax, SelectorFlatRW
	mov	es, ax
	mov	edi, PageDirBase0	; 此段首地址为 PageDirBase
	xor	eax, eax
	mov	eax, PageTblBase0 | PG_P  | PG_USU | PG_RWW
.1:
	stosd
	add	eax, 4096		; 为了简化, 所有页表在内存中是连续的.
	loop	.1

	; 再初始化所有页表
	mov	eax, [PageTableNumber]	; 页表个数
	mov	ebx, 1024		; 每个页表 1024 个 PTE
	mul	ebx
	mov	ecx, eax		; PTE个数 = 页表个数 * 1024
	mov	edi, PageTblBase0	; 此段首地址为 PageTblBase
	xor	eax, eax
	mov	eax, PG_P  | PG_USU | PG_RWW
.2:
	stosd
	add	eax, 4096		; 每一页指向 4K 的空间
	loop	.2

	mov	eax, PageDirBase0
	mov	cr3, eax
	mov	eax, cr0
	or	eax, 80000000h
	mov	cr0, eax
	jmp	short .3
.3:
	nop

	ret
; 分页机制启动完毕 ----------------------------------------------------------


; 测试分页机制 --------------------------------------------------------------
PagingDemo:
	mov	ax, cs
	mov	ds, ax
	mov	ax, SelectorFlatRW
	mov	es, ax

	push	LenFoo
	push	OffsetFoo
	push	ProcFoo
	call	MemCpy
	add	esp, 12

	push	LenBar
	push	OffsetBar
	push	ProcBar
	call	MemCpy
	add	esp, 12

	push	LenPagingDemoAll
	push	OffsetPagingDemoProc
	push	ProcPagingDemo
	call	MemCpy
	add	esp, 12

	mov	ax, SelectorData
	mov	ds, ax			; 数据段选择子
	mov	es, ax

	call	SetupPaging		; 启动分页

	call	SelectorFlatC:ProcPagingDemo
	call	PSwitch			; 切换页目录，改变地址映射关系
	call	SelectorFlatC:ProcPagingDemo

	ret
; ---------------------------------------------------------------------------


; 切换页表 ------------------------------------------------------------------
PSwitch:
	; 初始化页目录
	mov	ax, SelectorFlatRW
	mov	es, ax
	mov	edi, PageDirBase1	; 此段首地址为 PageDirBase
	xor	eax, eax
	mov	eax, PageTblBase1 | PG_P  | PG_USU | PG_RWW
	mov	ecx, [PageTableNumber]
.1:
	stosd
	add	eax, 4096		; 为了简化, 所有页表在内存中是连续的.
	loop	.1

	; 再初始化所有页表
	mov	eax, [PageTableNumber]	; 页表个数
	mov	ebx, 1024		; 每个页表 1024 个 PTE
	mul	ebx
	mov	ecx, eax		; PTE个数 = 页表个数 * 1024
	mov	edi, PageTblBase1	; 此段首地址为 PageTblBase
	xor	eax, eax
	mov	eax, PG_P  | PG_USU | PG_RWW
.2:
	stosd
	add	eax, 4096		; 每一页指向 4K 的空间
	loop	.2

	; 在此假设内存是大于 8M 的
	mov	eax, LinearAddrDemo
	shr	eax, 22
	mov	ebx, 4096
	mul	ebx
	mov	ecx, eax
	mov	eax, LinearAddrDemo
	shr	eax, 12
	and	eax, 03FFh	; 1111111111b (10 bits)
	mov	ebx, 4
	mul	ebx
	add	eax, ecx
	add	eax, PageTblBase1
	mov	dword [es:eax], ProcBar | PG_P | PG_USU | PG_RWW

	mov	eax, PageDirBase1
	mov	cr3, eax
	jmp	short .3
.3:
	nop

	ret
; ---------------------------------------------------------------------------


; PagingDemoProc ------------------------------------------------------------
PagingDemoProc:
OffsetPagingDemoProc	equ	PagingDemoProc - $$
	mov	eax, LinearAddrDemo
	call	eax
	retf
; ---------------------------------------------------------------------------
LenPagingDemoAll	equ	$ - PagingDemoProc
; ---------------------------------------------------------------------------


; foo -----------------------------------------------------------------------
foo:
OffsetFoo	equ	foo - $$
	mov	ah, 0Ch				; 0000: 黑底    1100: 红字
	mov	al, 'F'
	mov	[gs:((80 * 17 + 0) * 2)], ax	; 屏幕第 17 行, 第 0 列。
	mov	al, 'o'
	mov	[gs:((80 * 17 + 1) * 2)], ax	; 屏幕第 17 行, 第 1 列。
	mov	[gs:((80 * 17 + 2) * 2)], ax	; 屏幕第 17 行, 第 2 列。
	ret
LenFoo	equ	$ - foo
; ---------------------------------------------------------------------------


; bar -----------------------------------------------------------------------
bar:
OffsetBar	equ	bar - $$
	mov	ah, 0Ch				; 0000: 黑底    1100: 红字
	mov	al, 'B'
	mov	[gs:((80 * 18 + 0) * 2)], ax	; 屏幕第 18 行, 第 0 列。
	mov	al, 'a'
	mov	[gs:((80 * 18 + 1) * 2)], ax	; 屏幕第 18 行, 第 1 列。
	mov	al, 'r'
	mov	[gs:((80 * 18 + 2) * 2)], ax	; 屏幕第 18 行, 第 2 列。
	ret
LenBar	equ	$ - bar
; ---------------------------------------------------------------------------


; 显示内存信息 --------------------------------------------------------------
DispMemSize:
	push	esi
	push	edi
	push	ecx

	mov	esi, MemChkBuf
	mov	ecx, [dwMCRNumber]	;for(int i=0;i<[MCRNumber];i++) // 每次得到一个ARDS(Address Range Descriptor Structure)结构
.loop:					;{
	mov	edx, 5			;	for(int j=0;j<5;j++)	// 每次得到一个ARDS中的成员，共5个成员
	mov	edi, ARDStruct		;	{			// 依次显示：BaseAddrLow，BaseAddrHigh，LengthLow，LengthHigh，Type
.1:					;
	push	dword [esi]		;
	call	DispInt			;		DispInt(MemChkBuf[j*4]); // 显示一个成员
	pop	eax			;
	stosd				;		ARDStruct[j*4] = MemChkBuf[j*4];
	add	esi, 4			;
	dec	edx			;
	cmp	edx, 0			;
	jnz	.1			;	}
	call	DispReturn		;	printf("\n");
	cmp	dword [dwType], 1	;	if(Type == AddressRangeMemory) // AddressRangeMemory : 1, AddressRangeReserved : 2
	jne	.2			;	{
	mov	eax, [dwBaseAddrLow]	;
	add	eax, [dwLengthLow]	;
	cmp	eax, [dwMemSize]	;		if(BaseAddrLow + LengthLow > MemSize)
	jb	.2			;
	mov	[dwMemSize], eax	;			MemSize = BaseAddrLow + LengthLow;
.2:					;	}
	loop	.loop			;}
					;
	call	DispReturn		;printf("\n");
	push	szRAMSize		;
	call	DispStr			;printf("RAM size:");
	add	esp, 4			;
					;
	push	dword [dwMemSize]	;
	call	DispInt			;DispInt(MemSize);
	add	esp, 4			;

	pop	ecx
	pop	edi
	pop	esi
	ret
; ---------------------------------------------------------------------------

%include	"lib.inc"	; 库函数

SegCode32Len	equ	$ - LABEL_SEG_CODE32
; END of [SECTION .s32]


; 16 位代码段. 由 32 位代码段跳入, 跳出后到实模式
[SECTION .s16code]
ALIGN	32
[BITS	16]
LABEL_SEG_CODE16:
	; 跳回实模式:
	mov	ax, SelectorNormal
	mov	ds, ax
	mov	es, ax
	mov	fs, ax
	mov	gs, ax
	mov	ss, ax

	mov	eax, cr0
	and	al, 11111110b
	mov	cr0, eax

LABEL_GO_BACK_TO_REAL:
	jmp	0:LABEL_REAL_ENTRY	; 段地址会在程序开始处被设置成正确的值

Code16Len	equ	$ - LABEL_SEG_CODE16

; END of [SECTION .s16code]