Antz系统更新地址： https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1262287.html
Linux内核源码分析地址：https://www.cnblogs.com/LexMoon/category/1267413.htmlGithub地址：https://github.com/CasterWx
0. 如果你不知道什么是保护模式
你可能不知道什么是保护模式，没有关系，在你知道之前让我们先来看一段代码，如果你没有接触过这些内容，可能会觉得一头雾水，不知所云，不要紧，我们可以一点一点来分析。
os.asm :
%include "pm.inc" ; 常量, 宏, 以及一些说明 org 0100h jmp LABEL_BEGIN [SECTION .gdt] ; GDT ; 段基址, 段界限 , 属性 LABEL_GDT: Descriptor 0, 0, 0 ; 空描述符 LABEL_DESC_CODE32: Descriptor 0, SegCode32Len - 1, DA_C + DA_32 ; 非一致代码段, 32 LABEL_DESC_VIDEO: Descriptor 0B8000h, 0ffffh, DA_DRW ; 显存首地址 ; GDT 结束 GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; GDT长度 GdtPtr dw GdtLen - 1 ; GDT界限 dd 0 ; GDT基地址 ; GDT 选择子 SelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDT SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT ; END of [SECTION .gdt] [SECTION .s16] [BITS 16] LABEL_BEGIN: mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax mov sp, 0100h ; 初始化 32 位代码段描述符 xor eax, eax mov ax, cs shl eax, 4 add eax, LABEL_SEG_CODE32 mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], ax shr eax, 16 mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], al mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah ; 为加载 GDTR 作准备 xor eax, eax mov ax, ds shl eax, 4 add eax, LABEL_GDT ; eax <- gdt 基地址 mov dword [GdtPtr + 2], eax ; [GdtPtr + 2] <- gdt 基地址 ; 加载 GDTR lgdt [GdtPtr] ; 关中断 cli ; 打开地址线A20 in al, 92h or al, 00000010b out 92h, al ; 准备切换到保护模式 mov eax, cr0 or eax, 1 mov cr0, eax ; 真正进入保护模式 jmp dword SelectorCode32:0 ; 执行这一句会把 SelectorCode32 装入 cs, 并跳转到 Code32Selector:0 处 ; END of [SECTION .s16] [SECTION .s32]; 32 位代码段. 由实模式跳入. [BITS 32] LABEL_SEG_CODE32: mov ax, SelectorVideo mov gs, ax ; 视频段选择子(目的) mov edi, (80 * 10 + 0) * 2 ; 屏幕第 10 行, 第 0 列。 mov ah, 0Ch ; 0000: 黑底 1100: 红字 mov al, 'P' mov [gs:edi], ax ; 到此停止 jmp $ SegCode32Len equ $ - LABEL_SEG_CODE32 ; END of [SECTION .s32]
pm.inc节选 :
; 描述符 ; usage: Descriptor Base, Limit, Attr ; Base: dd ; Limit: dd (low 20 bits available) ; Attr: dw (lower 4 bits of higher byte are always 0) %macro Descriptor 3 dw %2 & 0FFFFh ; 段界限 1 (2 字节) dw %1 & 0FFFFh ; 段基址 1 (2 字节) db (%1 >> 16) & 0FFh ; 段基址 2 (1 字节) dw ((%2 >> 8) & 0F00h) | (%3 & 0F0FFh) ; 属性 1 + 段界限 2 + 属性 2 (2 字节) db (%1 >> 24) & 0FFh ; 段基址 3 (1 字节) %endmacro ; 共 8 字节
读完之后你可能一头雾水，但是这段代码已经完成了实模式到保护模式的转换。
nasm os.asm -o os.com
先使用nasm编译os.asm生成os.com文件。
然后使用DOS-BOX打开。
屏幕中显示了一个黑底红字的字符 "P"
接下来分析上面的代码：
[SECTION.gdt]段中有三个Descriptor，是一个叫GDT的数组。接下来的GdtLen是GDT的长度。GdtPtr也是个小的数据结构，它有6个字节，前两个字节是GDT的长度GdtLen，后四个字节是GDT的基地址。
另外定义了两个SelectorCode32，SelectorVideo的常量。暂时可不管它。
[BITS 16]明确指明了它是一个16位的代码段，它修改了一些GDT的值，然后执行了一些不常见的指令，最后通过jmp指令进行了跳转。jmp Selectorcode32:0 ，执行这一句会真正进入保护模式，把 SelectorCode32 装入 cs, 并跳转到 SelectorCode32:0 处 。也就是第三个section，即[SECTION.s32]中，这个段是32位的，在结束处的 jmp $ 进入了无限循环。
你可能会疑惑什么是GDT，那些看上去怪怪的指令到底做了什么。它们的内容如下：
1）定义一个叫做GDT的数据结构。
2）后面的16位代码进行了一些与GDT有关的操作。
3）程序最后跳到了32位代码中做了一点操作显存的工作。
那么GDT是什么？它是用来干什么的呢？ 程序对GDT做了什么？ jmp SelectorCode32:0和我们之前的jmp有什么不同呢？
有了这些问题，我们现在就可以出发去了解保护模式了。
1. GDT
CPU有两种工作模式：实模式和保护模式。
当我们开机时，开始的CPU是工作在实模式下的，经过某种机制之后，才进入保护模式。在保护模式下，CPU有着巨大的寻址模式，并为操作系统提供了更好的硬件模式。 那么从实模式到保护模式的转换其实就类似于政权的更替，开机时是在实模式下，就像皇帝A在执政，他有他的政策。后来通过了一种转换，类似于革命，皇帝B登基，新皇帝登基的那一刻就是一个历史性的 jmp ， 然后开始了皇帝B的统治，他也有了他的一套全新的政策。当然新政策比老政策好得多，虽然他变复杂了，这套新政策就是保护模式。
先来回顾一些旧政策，实模式。一个地址是由段地址和偏移地址两部分组成的，物理地址遵从这样的计算公式。
物理地址 = 段地址 x 16 + 偏移地址
其中段值和偏移都是16位的。
从386开始的32位时代，寻址空间可以达到4GB，所以16位寄存器已经不够用了。
在实模式下，16位寄存器需要“段：偏移”才有 1MB的寻址能力，如今我们有了32位寄存器，一个寄存器就有了4GB的寻址哪里。那么是不是段值就可以被抛弃了呢？
其实不然，新政策下仍然使用 “SEG:OFFSET”的形式表示 , 只不保护模式下的段值概念发生了根本性的变化。实模式下，段值还可以看作是地址的一部分。而保护模式下，虽然段值仍然由原来的16位的CS,DS等寄存器表示，但此时他仅仅变成了一个索引，这个索引指向了一个数据结构的表项，其中详细定义了段的起始地址，界限，属性等内容。这个数据结构就是GDT（也可能是LDT）。GDT中的表项也有一个专门的名字，叫做描述符(Descriptor)。
也就是说，GDT的作用是用来提供段式存储机制，这种机制是通过段寄存器和GDT中的描述符共同提供的。
之前代码中的宏定义Descriptor这个宏用比较自动化的方法把段基址,段界限和段属性安排在描述符中合适的位置。
再来看看之前代码中定义的一个Descriptor数组，LABEL_GDT ,LABEL_DESC_CODE32 , LABEL_DESC_VIDEO 。
LABEL_DESC_VIDEO的段基址0B8000h，这个描述符指向的正是显存。
那么CS,DS等段寄存器如何与这些段对应起来呢？
在[SECTION.32]中有两句代码是：
mov ax,SelectorVideo
mov gs,ax
段寄存器gs的值变成了SelectorVideo， SelectorVideo的定义是：
SelectorVideo equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT
直观的看，它好像是DESC_VIDEO这个描述符相对GDT基址的偏移。实际上它有一个专门的名称叫做选择子，它也表示一个偏移，而是稍微复杂一点。
mov [gs:edi] , ax
gs的值是SelectorVideo,它只是对应显存的描述符LABEL_DESC_VIDEO, 这条指令把ax的值写入显存中偏移位edi的位置。
到了这里，可以想到，既然[SECTION.S32]是32位程序，并且在保护模式下执行，那么[SECTION.s16]的任务一定是从实模式向保护模式跳转了。
2. 实模式到保护模式，不一般的 jmp
在[SECTION.s16]段最后。
jmp dword SelectorCode32:0 ;执行这一句会把 SelectorCode32 装入 cs, 并跳转到 SelectorCode32:0 处
跳转的目标是描述符 DESC_CODE32对应的段的首地址，即标号LABEL_SEG_CODDE32处。
此时，新皇帝登基，开始了保护模式。
不过，这个jmp比看起来还要复杂一点，因为它不得不放在16位的段中，目标地址却是32位。从这一点来看，它是混合16位和32位代码。所以写为jmp SelectorCode32:0 是不严谨的，因为偏移地址是32位的，这样编译出来的只是16位的代码。假设目标地址的偏移不是0，而是一个32位的值，比如 jmp SelectorCode32：0x12345678，则编译之后偏移会被截断，只剩下0x5678。
所以需要加上dword，但Nasm允许加在整个地址之前，就是我们之前写的那样，也就是我们为什么那样写了。
那么进入保护模式的步骤就是：
1）准备GDT
2）用 lgdt 加载 gdtr
3）打开 A20
4) 跳转，进入保护模式
