📄 全局描述表.htm
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<P><FONT face=Tahoma>0 </FONT></P></TD>
<TD
style="BORDER-RIGHT: gray 1pt inset; PADDING-RIGHT: 0.75pt; BORDER-TOP: gray 1pt inset; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; BORDER-LEFT: gray 1pt inset; WIDTH: 18.75pt; PADDING-TOP: 0.75pt; BORDER-BOTTOM: gray 1pt inset"
width=25>
<P><FONT face=Tahoma>A </FONT></P></TD>
<TD
style="BORDER-RIGHT: gray 1pt inset; PADDING-RIGHT: 0.75pt; BORDER-TOP: gray 1pt inset; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; BORDER-LEFT: gray 1pt inset; WIDTH: 75pt; PADDING-TOP: 0.75pt; BORDER-BOTTOM: gray 1pt inset"
width=100>
<P><FONT face=Tahoma>Seg Len. 19:16
</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P> </P></TD></TR>
<TR>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0.75pt; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; PADDING-TOP: 0.75pt">
<P><FONT face=Tahoma>G - 粒度(0 = 1byte, 1 = 4kbyte)<BR>D - 操作数大小(0 =
16bit, 1 = 32-bit)<BR>0 - 永远是0<BR>A - 系统可见(总被设置为0)
</FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P> </P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><FONT
face=Tahoma>在这本内核指南里，我们只用3个入口来创建一个GDT。为什么是3个？我们需要在一开始有一个“哑元”(dummy)描述符来为作为处理器的内存保护功能的NULL段。
我们需要为代码段(Code Segment)和数据段(Data
Segment)寄存器各准备一个入口。我们用汇编操作符lgdt来告诉CPU新的GDT在哪里。<SPAN
class=GramE>需要给'lgdt'一个指向特殊的48-bit结构的指针
。因为GDT的限制，这个特殊的48-bit结构由16-bits(同样，当我们使用一个在GDT中不存在的段时，内核需要它来产生一般性保护错误)和32-bits(存储GDT自身的地址)构成。</SPAN></FONT></P><SPAN
class=GramE>
<P><FONT face=Tahoma>我们可以用一个3入口的简单数组来定义GDT. 对于这个特殊的GDT指针，我们只需要申明一个。
我们把它叫做gp。创建一个新文件gdt.c。按指南前部分提到的方法在build.bat中添加内容，以便让GCC来执行编译工作。我再一次提醒你：为了创建内核，你需要把gdt.o添加到LD连接器的文件列表里。下面是gdt.c前半部分的源码，请仔细分析:
</FONT></P>
<TABLE id=table10 style="BORDER-COLLAPSE: collapse" width="100%" border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD><FONT face=Tahoma><FONT color=#800000 size=2>#include < system.h
><BR> <BR>/* 定义一个GDT入口. 我们称之为包装,因为<BR>*
他阻止编译器做他认为最好的事：</FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2>用包</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>装的方法阻止<BR>* 编译器进行所谓的“优化”
*/<BR>struct gdt_entry<BR>{<BR> unsigned short
limit_low;<BR> unsigned short
base_low;<BR> unsigned char
base_middle;<BR> unsigned char
access;<BR> unsigned char
granularity;<BR> unsigned char base_high;<BR>}
__attribute__((packed));<BR> <BR>/* 包括如下界限的特殊指针: GDT开始的最大字节, 负1.<BR>*
同样，这需要被包装 */<BR>struct gdt_ptr<BR>{<BR> unsigned short
limit;<BR> unsigned int base;<BR>}
__attribute__((packed));<BR> <BR>/* 这是GDT, 3个入口,
最后是特殊的GDT指针*/<BR>struct gdt_entry gdt[3];<BR>struct gdt_ptr
gp;<BR> <BR>/* 这是 start.asm的一个方法. 我们用这个方法适当的重载<BR>* 新的段寄存器
*/<BR>extern void gdt_flush();</FONT></FONT></TD></TR>
<TR>
<TD><FONT face=Tahoma><B><FONT size=2>用</FONT><SPAN lang=EN-US
style="COLOR: black"><FONT
size=2>'gdt.c'管理GDT</FONT></B></FONT></SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><FONT face=Tahoma>你会注意到我们对一个并不存在的函数gdt_flush()加了一条申明.
gdt_flush()函数使用一个特殊的指针来告诉CPU新的GDT的位置，正如在上面你所看到的。我们需要重新加载新的段寄存器，并且最后跳转到新的代码段。研究下面代码，然后把它添加到start.asm中stublet后的那个无穷循环后。</FONT></P>
<TABLE id=table11 style="BORDER-COLLAPSE: collapse" width="100%" border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD><FONT face=Tahoma color=#800000 size=2>; 这会建立一个新的段寄存器. 我们需要做<BR>;
一些特别的命令来设置CS. 我们要做的就称为<BR>; far jump. 一个跳转像偏移量一样包括一个段.<BR>; 这里用'extern
void gdt_flush();'来申明<BR>global _gdt_flush ; 允许C程序连接<BR>extern _gp ;
表明'_gp'在另一个文件里<BR>_gdt_flush:<BR>lgdt [_gp] ; 用这个特殊的指针'_gp'载如GDT<BR>mov
ax, 0x10 ; 0x10 is the offset in the GDT to our data segment<BR>mov ds,
ax<BR>mov es, ax<BR>mov fs, ax<BR>mov gs, ax<BR>mov ss, ax<BR>jmp
0x08:flush2 ; 0x08 is the offset to our code segment: Far
jump!<BR>flush2:<BR>ret
;
回到C程序!</FONT></TD></TR>
<TR>
<TD><FONT face=Tahoma><SPAN lang=en-us><FONT
size=2><B>把</B></FONT></SPAN><SPAN lang=EN-US
style="COLOR: black"><B><FONT
size=2>这些内容添加到start.asm中</FONT></B></FONT></SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><FONT
face=Tahoma>仅仅在内存中为GDT保留空间是不够的。我们需要向GDT入口里写入值，设置“gp”GDT指针，然后调用函数gdt_flush()来更新。下面要介绍的是一个特殊的函数gdt_set_entry()，它使用简单好用的参数来进行所有移位(shift)，以将合适的值填充进GDT入口。你必须在system.h中添加这两个函数的原型(我们至少需要gdt_install)，以便我们能在main.c中使用它们。
请仔细分析下面这些代码，它们是gdt.c的后半部分。</FONT></P>
<TABLE id=table12 style="BORDER-COLLAPSE: collapse" width="100%" border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD><FONT face=Tahoma><FONT color=#800000 size=2>/*
在全局描述表(GDT)中建立一个描述符*/<BR>void gdt_set_gate(int num, unsigned long base,
unsigned long limit, unsigned char access, unsigned char
gran)<BR>{<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/*
设定描述符的</FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2>基地址</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>*/<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>gdt[num].base_low = (base &
0xFFFF);<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt[num].base_middle = (base >> 16) &
0xFF;<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt[num].base_high = (base >> 24) & 0xFF;<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2><BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/* 设定描述符的界限 */<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>gdt[num].limit_low = (limit &
0xFFFF);<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt[num].granularity = ((limit >> 16) &
0x0F);<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2><BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/*
最后，设定粒度和访问标识*/<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt[num].granularity |= (gran & 0xF0);<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>gdt[num].access =
access;<BR>}<BR> <BR>/* 这里需要被主函数调用。这里要建立特殊的GDT<BR>* 指针,
在GDT里建立最开始的3个入口, 然后<BR>* 为了告诉处理器新的GDT在哪并且更新新的段寄 <BR>*
存器，我们需要在汇编文件里调用gdt_flush()*/<BR>void
gdt_install()<BR>{<BR> /* 设立GDT指针和范围*/<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>gp.limit = (sizeof(struct
gdt_entry) * 3) - 1;<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>gp.base
= &gdt;<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2><BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/*
NULL描述符 */<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt_set_gate(0, 0, 0, 0, 0);<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2><BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/*
第二个入口就是我们的代码段(Code Segment)。基地址<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>* 是0, 大小是4GBytes, 粒度为4KByte，<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>* 使用32-bit操作码，是一个代码段描述符。<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>* 请检查本章前面提到的那个表格，以确保每个<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>* 变量的意思正确。*/<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt_set_gate(1, 0, 0xFFFFFFFF, 0x9A, 0xCF);<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2><BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/*第三个入口 是我们的数据段(Data
Segment)。它完全和 代码段(Code Segment)<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>* 相同, 但是这个入口的访问标识说明这是一个数据段 */<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT
color=#800000 size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt_set_gate(2, 0, 0xFFFFFFFF, 0x92, 0xCF);<BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2><BR></FONT><SPAN
class=GramE><FONT color=#800000 size=2>
</FONT></SPAN><FONT color=#800000 size=2>/* 把旧的GDT删除，安装新的更新!
*/<BR></FONT><SPAN class=GramE><FONT color=#800000
size=2> </FONT></SPAN><FONT color=#800000
size=2>gdt_flush();<BR>}</FONT></FONT></TD></TR>
<TR>
<TD><FONT
face=Tahoma>把这些添加到gdt.c。它从事的是一些和GDT相关的肮脏工作！不要忘记在system.h中设置函数原型！</FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><FONT
face=Tahoma>既然GDT加载器基本构架已准备就绪并且我们已经把它编译连接进了内核，我们需要调用gdt_install()以让它工作。打开main.c，然后再main()函数的最开头添加“gdt_install();”。正如你在本章中所学到的，GDT需要在最开始就被初始化。它是十分重要的。你现在可以编译连接并将内核弄到软盘里来测试了。你不会在屏幕上看到任何变化，因为这是一个内在的变化。接下来，开始学下一章
中断描述符表(IDT)吧！</FONT></P>
<TABLE class=MsoNormalTable id=table9 style="WIDTH: 100%" cols=150 cellPadding=0
width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0.75pt; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; WIDTH: 112.5pt; PADDING-TOP: 0.75pt"
width=150>
<P><FONT face=Tahoma><A
style="COLOR: gray; TEXT-DECORATION: underline; text-underline: single"
href="http://rammaker.cosoft.org.cn/store/bkerndev_zh_CN_beta/Docs/printing.htm"><FONT
size=3><< 打印到屏幕</FONT></A><FONT size=3> </FONT></FONT></P></TD>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0.75pt; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; PADDING-TOP: 0.75pt">
<P style="TEXT-ALIGN: center" align=center><FONT face=Tahoma><A
style="COLOR: gray; TEXT-DECORATION: underline; text-underline: single"
href="mailto:friesenb@gmail.com"><FONT size=3>联系 Brandon
F.</FONT></A><FONT size=3> </FONT></FONT></P></TD>
<TD
style="PADDING-RIGHT: 0.75pt; PADDING-LEFT: 0.75pt; PADDING-BOTTOM: 0.75pt; WIDTH: 112.5pt; PADDING-TOP: 0.75pt"
width=150>
<P style="TEXT-ALIGN: right" align=right><FONT face=Tahoma><A
style="COLOR: gray; TEXT-DECORATION: underline; text-underline: single"
href="http://rammaker.cosoft.org.cn/store/bkerndev_zh_CN_beta/Docs/idt.htm"><FONT
size=3>中断描述符表(IDT) >></FONT></A><FONT size=3>
</FONT></FONT></P></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV></SPAN></BODY></HTML>
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