如果數據段非零，保護模式將失敗

在使用非常簡單的引導加載程序時，我發現在運行到保護模式之前將某些內容分配給數據段（ds）會導致處理器故障。如果數據段非零，保護模式將失敗

此代碼工作得很好：

[BITS 16] 
[ORG 0x7c00] 

xor ax,ax 
mov ds,ax 

cli 
lgdt [gdt_descriptor] 

mov eax, cr0  
or eax,1    
mov cr0, eax 

jmp CODE_SEG:now 

[BITS 32] 
now: 
    jmp $ 

    db 0 
gdt_start: 
gdt_null: 
    dd 0x0 
    dd 0x0 
gdt_cs: 
    dw 0xFFFF ; Limit 
    dw 0x0000 ; Base 
    db 0x0000 ; Base 23:16 
    db 10011011b 
    db 11011111b 
    db 0x0000 
gdt_ds: 
    dw 0xFFFF ; Limit 
    dw 0x0000 ; Base 
    db 0x0000 ; Base 23:16 
    db 10010011b 
    db 11011111b 
    db 0x0000 
gdt_end 
gdt_descriptor: 
    dw gdt_end - gdt_start - 1 
    dd gdt_start 

CODE_SEG equ gdt_cs - gdt_start 
DATA_SEG equ gdt_ds - gdt_start 

times 510-($-$$) db 0 ; fill sector w/ 0's 
db 0x55   ; req'd by some BIOSes 
db 0xAA

這一個使處理器重新啓動：

[BITS 16] 
[ORG 0x7c00] 

mov ax,0x10 ;<-- Pre-assigning data segment 
mov ds,ax 

cli 
lgdt [gdt_descriptor] 

mov eax, cr0  
or eax,1    
mov cr0, eax 

jmp CODE_SEG:now 

[BITS 32] 
now: 
    jmp $ 

    db 0 
gdt_start: 
gdt_null: 
    dd 0x0 
    dd 0x0 
gdt_cs: 
    dw 0xFFFF ; Limit 
    dw 0x0000 ; Base 
    db 0x0000 ; Base 23:16 
    db 10011011b 
    db 11011111b 
    db 0x0000 
gdt_ds: 
    dw 0xFFFF ; Limit 
    dw 0x0000 ; Base 
    db 0x0000 ; Base 23:16 
    db 10010011b 
    db 11011111b 
    db 0x0000 
gdt_end 
gdt_descriptor: 
    dw gdt_end - gdt_start - 1 
    dd gdt_start 

CODE_SEG equ gdt_cs - gdt_start 
DATA_SEG equ gdt_ds - gdt_start 

times 510-($-$$) db 0 ; fill sector w/ 0's 
db 0x55   ; req'd by some BIOSes 
db 0xAA

我編這與NASM和我一起跑VMWARE它。

爲什麼會發生這種情況？

來源

2015-01-16 felknight

您正在加載具有錯誤值的'ds'。你爲什麼期望它工作？ –

如果文檔指定ds在加載保護模式的長跳轉之前必須爲非零值。除此之外，0x10是正確的值，跳進保護模式後，我可以將ds設置爲0x10，並且工作正常 – felknight

@Felipe：Jonathon的答案正確;但只涉及你現在遇到的一個具體問題。您還有很多其他問題，包括依靠虛假信息（「ds必須在跳轉前不爲零」），不理解實模式段加載和保護模式段加載之間的差異，錯誤地假設BIOS使某些寄存器處於特定狀態甚至在引導加載程序的第一個512字節中切換到保護模式是一個設計錯誤。 – Brendan

問題不是你在進入保護模式之前設置了ds。問題在於，在執行lgdt指令之前，您正在設置ds。

lgdt指令也訪問數據段中的存儲器，因此ds在執行時需要正確的值。當您更改ds時，您更改了您嘗試加載的GDT的有效地址。然後，當您在該GDT中使用cs段輸入保護模式時，GDT條目是假的，並且處理器生成了一個異常。最後，由於您尚未設置IDT，因此處理器會雙擊，然後發生三重故障並重新啓動。

讓我們假設gdt_descriptor是0x40字節到您的代碼，這意味着它是在0000:7C40當您的引導程序加載。當ds爲零時（您的第一個示例），lgdt [gdt_descriptor]指令將嘗試從基址/限制加載GDT，格式爲(0x0 << 4) + 0x7C40 == 0x7C40。但是，如果將ds設置爲0x10，則您現在正在嘗試從基準/限制(0x10 << 4) + 0x7C40 == 0x7D40加載GDT，這不是您想要的。

因此，您可以在進入保護模式之前將ds設置爲0x10 - 直到跳到PM之後才執行任何內存訪問（即lgdt）。

來源

2015-01-17 01:17:46

如果數據段非零，保護模式將失敗

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