[自制操作系統] 第18回 實現用戶進程(上)


目錄
一、前景回顧
二、任務切換相關
三、實現TSS
四、運行測試

 

一、前景回顧

  在上一回我們已經實現了鍵盤的驅動編寫和環形緩沖區的實現,現在讓我們來想這么一個問題:

  一直以來我們的程序都在最高特權級0下工作,這意味着任何程序都和操作系統平起平坐,可以改動任何資源。如果不改變這種現狀的話,某個不聽話的程序甚至可以給操作系統致命一擊,取而代之,那么后果將不堪設想。所以從本回開始,我們便要開始着手實現用戶進程,讓我們的操作系統看起來更安全一點。

二、任務切換相關

  下面的是我自己的一些見解。

  如果讓我來設計任務切換,比較簡單的一種思路便是:

  首先我們常說的任務,就是一個程序而已,程序在內存中被分為代碼段和數據段。所以我們表征多個任務,那么便是多個代碼段和數據段而已。至於任務的切換,可能需要費點心思在軟件層面上實現多任務調度機制。

  然后現在問題出現了:

  我們知道代碼段和數據段需要在全局描述符表GDT中存儲,一個任務需要兩個描述符來存儲,而我們知道全局描述符表GDT最多也就只有2^13=8192個段描述符,那么理論上也就只能容納4096個任務,除此之外在軟件層面上實現的多任務調度機制有點類似今天的用戶態多線程,效率不高且安全性有諸多問題。

  所以我們來看看硬件廠商和CPU廠商是如何解決任務切換的問題的,其中最主要的就是LDTTSS

  首先是LDT。

  LDT是局部描述符表,用來存儲每個任務自己的私有實體資源,也就是代碼和數據。LDT的地址被保存在一個段描述符中,那么理論上我們現在可以支持8192個任務了。對於當前運行的任務,其LDT的地址被存儲在LDTR寄存器中,這樣CPU就能根據這個地址從中拿到任務所需要的資源。每切換一個任務時,需要用lldt指令重新加載新任務的LDT地址到LDTR寄存器中。
        
  隨后便是TSS。

  單核CPU要想實現多任務,唯一的方法便是多任務共享一個CPU,也就是讓多個任務輪流使用CPU。前面說道,LDT是每個任務的私有資源,所以不用擔心多任務時,程序的運行資源會混亂。但這還不夠。

  CPU執行任務時,需要把任務所需要的數據加載到寄存器、棧和內存中,因為CPU只能直接處理這些資源中的數據,這是CPU在設計之初時工程師們決定的。於是,問題來了,任務的數據和指令是CPU的處理對象,他們被存放在內存這個低速的容器中,對於CPU來講,內存的速度太慢了,它最喜歡寄存器。因此內存中的數據往往被加載到高速的寄存器中后再處理,等處理完畢后再將結果寫入到內存中,所以,任何時候,寄存器中的內容才是任務的最新狀態。當任務被換下CPU后,任務的最新狀態應該被保存在某個地方,以便下次重新將此任務調度到CPU時可以恢復此任務的最新狀態,這樣任務才能繼續執行。

  於是TSS就出現了,TSS是程序員為任務單獨定義的一個結構體變量,當加載新任務時,CPU自動把當前任務(舊任務)的狀態存入當前任務的TSS,然后將新任務TSS中的數據載入到對應的寄存器中。  
                               
  TSS和其他段也是一樣的,本質上是一片存儲數據的內存區域,也需要某個描述符結構來描述它,這就是TSS描述符。
        
  和LDT一樣,CPU對TSS的處理也采用了類似的方法,提供一個名為TR的寄存器來存放當前任務的TSS位置。

  總結一下,如圖所示:
                   
  CPU原生支持的任務切換方式是針對每一個任務都有一個LDT和一個TSS結構,這種任務切換方式,在任務切換時效率比較低,所以現代操作系統並未采納。現代操作系統放棄了LDT,只采用了TSS,但是也沒有完全采納。我們是效仿Linux的任務切換方式的,所以拿Linux為例。

  Linux為每一個CPU創建一個TSS,在各個CPU上的所有任務共享一個TSS,各CPU的TR寄存器保存各CPU上的TSS,也就是說在用ltr指令加載TSS后,該TR寄存器永遠指向同一個TSS,之后再也不會切換了。在進程切換時只需要把TSS中的SS0和esp0更新為新任務的內核棧的段地址和棧指針。

  那么任務的狀態信息保存在哪里呢?

  對於Linux來講,Linux只在TSS中初始化esp0和SS0以及IO位圖。當CPU從低特權級進入高特權級時,也就是3特權級的用戶態到0特權級的內核態時(Linux只有兩個特權級)CPU會自動從TSS中獲取到0特權級的棧指針,然后Linux手動執行一系列的push指令將任務的狀態保存在0特權級的棧中。這個地方先留一下懸念,等后面實現的時候會再次提到。

三、實現TSS

  雖然我們不完全采納TSS,但是因為TSS是硬件所要求的,所以我們必須構造一個TSS來應付硬件。在project/userprog目錄下新建tss.c和tss.h文件,除此之外還需要在global.h文件中新加部分代碼。

 1 #include "global.h"
 2 #include "thread.h"
 3 #include "print.h"
 4 #include "string.h"
 5 #include "tss.h"
 6 
 7 struct tss {  8  uint32_t backlink;  9     uint32_t *esp0; 10  uint32_t ss0; 11     uint32_t *esp1; 12  uint32_t ss1; 13     uint32_t *esp2; 14  uint32_t ss2; 15  uint32_t cr3; 16     uint32_t (*eip) (void); 17  uint32_t eflags; 18  uint32_t eax; 19  uint32_t ecx; 20  uint32_t edx; 21  uint32_t ebx; 22  uint32_t esp; 23  uint32_t ebp; 24  uint32_t esi; 25  uint32_t edi; 26  uint32_t es; 27  uint32_t cs; 28  uint32_t ss; 29  uint32_t ds; 30  uint32_t fs; 31  uint32_t gs; 32  uint32_t ldt; 33  uint32_t trace; 34  uint32_t io_base; 35 }; 36 
37 static struct tss tss; 38 
39 /*更新tss中的esp0字段的值為pthread的0級棧*/
40 void update_tss_esp(struct task_struct *pthread) 41 { 42     tss.esp0 = (uint32_t *)((uint32_t)pthread + PG_SIZE); 43 } 44 
45 /*創建gdt描述符*/
46 static struct gdt_desc make_gdt_desc(uint32_t *desc_addr, uint32_t limit, uint8_t attr_low, uint8_t attr_high) 47 { 48     uint32_t desc_base = (uint32_t)desc_addr; 49     struct gdt_desc desc; 50     desc.limit_low_word = limit & 0x0000ffff; 51     desc.base_low_word = desc_base & 0x0000ffff; 52     desc.base_mid_byte = ((desc_base & 0x00ff0000) >> 16); 53     desc.base_high_byte = (desc_base >> 24); 54     desc.attr_low_byte = (uint8_t)attr_low; 55     desc.limit_high_attr_high = (((limit & 0x000f0000) >> 16) + (uint8_t)attr_high); 56     return desc; 57 } 58 
59 /*在gdt中創建tss並重新加載gdt*/
60 void tss_init(void) 61 { 62     put_str("tss_init start \n"); 63     uint32_t tss_size = sizeof(tss); 64     memset(&tss, 0, tss_size); 65     tss.ss0 = SELECTOR_K_STACK; 66     tss.io_base = tss_size; 67     /*gdt的基地址為0x900,把tss放到第4個地址,也就是0x900+0x20的位置*/
68     *((struct gdt_desc *)0xc0000920) = make_gdt_desc((uint32_t *)&tss, tss_size - 1, TSS_ATTR_LOW, TSS_ATTR_HIGH); 69     /*為用戶進程提前作准備*/
70     /*在gdt中添加dpl為3的數據段和代碼段描述符*/
71     *((struct gdt_desc *)0xc0000928) = make_gdt_desc((uint32_t *)0, 0xfffff, GDT_CODE_ATTR_LOW_DPL3, GDT_ATTR_HIGH); 72     *((struct gdt_desc *)0xc0000930) = make_gdt_desc((uint32_t *)0, 0xfffff, GDT_DATA_ATTR_LOW_DPL3, GDT_ATTR_HIGH); 73     //while(1);
74     /*gdt 16位的limit 32位的段基址*/
75     uint64_t gdt_operand = ((8 * 7 - 1) | ((uint64_t)(uint32_t)0xc0000900 << 16)); 76     asm volatile ("lgdt %0" : : "m" (gdt_operand)); 77     asm volatile ("ltr %w0" : : "r" (SELECTOR_TSS)); 78 
79     put_str("tss_init and ltr done\n"); 80 }
tss.c
1 #ifndef __USERPROG_TSS_H 2 #define  __USERPROG_TSS_H
3 #include "stdint.h"
4 
5 void tss_init(void); 6 static struct gdt_desc make_gdt_desc(uint32_t *desc_addr, uint32_t limit, uint8_t attr_low, uint8_t attr_high); 7 void update_tss_esp(struct task_struct *pthread); 8 #endif
tss.h
 1 ...  2 
 3 /******************** TSS描述符屬性**********************/
 4 #define     TSS_DESC_D 0
 5 #define  TSS_ATTR_HIGH ((DESC_G_4K << 7) + (TSS_DESC_D << 6) + (DESC_L << 5) + (DESC_AVL << 4) + 0x0)
 6 #define  TSS_ATTR_LOW  ((DESC_P << 7) + (DESC_DPL_0 << 5) + (DESC_S_SYS << 4) + DESC_TYPE_TSS)
 7 
 8 #define  SELECTOR_TSS  ((4 << 3) + (TI_GDT << 2) + RPL0)
 9 
10 ...
global.h

  注釋寫的比較清楚,我們挑重點來講。注意這個函數:

1 /*更新tss中的esp0字段的值為pthread的0級棧*/
2 void update_tss_esp(struct task_struct *pthread)
3 {
4     tss.esp0 = (uint32_t *)((uint32_t)pthread + PG_SIZE);
5 }

  這個函數的作用就是用來更新TSS中的esp0。我們前面在實現線程的時候,線程的PCB上有一塊名為中斷棧的區域一直沒有被使用,現在就被用上了。忘記的話點這里其實它就是這里所說的0級棧,用戶進程從3特權級進入0特權級時,CPU會自動從TSS中獲取到0特權級的棧指針,也就是0級棧。

  最后還需要修改一下mbr.S和loader.S文件,為什么呢?原來在loader.S文件中,我們在開頭通過jmp loader_start跳轉到后面執行loader部分, 在這行代碼后面實現了GDT表的建立,而jmp loader_start這行代碼是需要占據3個字節的內容,這樣就導致GDT表位於內存0x903地址處,不利於后面的對齊,所以我們為了讓GDT表位於0x900處,需要移除jmp loader_start這行代碼,但是我們知道這行代碼是mbr跳轉執行到的,為了讓mbr直接跳轉到loader部分,我們需要修改mbr.S中的最后跳轉語句,修改為jmp LOADER_BASE_ADDR + 0x206 這個0x206怎么來的呢,GDT表總共有64個描述符,再加上gdt指針占用6個字節,總共便是64*8+6=518個字節,也就是0x206。這里就不多啰嗦了,直接將修改好的mbr.S和loader.S附上。

 1 %include "boot.inc"
 2 section MBR vstart=0x7c00
 3  mov ax, cs  4  mov ds, ax  5  mov es, ax  6  mov ss, ax  7  mov fs, ax  8     mov sp, 0x7c00
 9     mov ax, 0xb800
 10  mov gs, ax  11     
 12 ;利用int 0x10 的0x06號功能實現清屏  13     mov ax, 0x600
 14     mov bx, 0x700
 15     mov cx, 0
 16     mov dx, 0x184f
 17 
 18     int 0x10
 19     
 20     mov ah, 3
 21     mov bh, 0
 22 
 23     int 0x10
 24 ;輸出字符串“HELLO MBR” A表示綠色背景閃爍,4表示前景色為紅色  25     mov byte [gs:0x00],'H'
 26     mov byte [gs:0x01],0xA4
 27     
 28     mov byte [gs:0x02],'E'
 29     mov byte [gs:0x03],0xA4
 30 
 31     mov byte [gs:0x04],'L'
 32     mov byte [gs:0x05],0xA4
 33         
 34     mov byte [gs:0x06],'L'
 35     mov byte [gs:0x07],0xA4
 36         
 37     mov byte [gs:0x08],'O'
 38     mov byte [gs:0x09],0xA4
 39 
 40     mov byte [gs:0x0A],' '
 41     mov byte [gs:0x0B],0xA4
 42 
 43     mov byte [gs:0x0C],'M'
 44     mov byte [gs:0x0D],0xA4
 45         
 46     mov byte [gs:0x0E],'B'
 47     mov byte [gs:0x0F],0xA4
 48         
 49     mov byte [gs:0x10],'R'
 50     mov byte [gs:0x11],0xA4
 51 
 52  mov eax, LOADER_START_SECTOR ;起始扇區lba的地址  53  mov bx, LOADER_BASE_ADDR ;loader將要被寫入的內存地址  54     mov cx, 4 ;待讀入的扇區數  55  call rd_disk_m_16 ;調用函數,將loader寫入到內存中  56     
 57     jmp LOADER_BASE_ADDR + 0x206
 58 
 59 ;---------------------------------------
 60 ;功能:讀取硬盤n個扇區  61  rd_disk_m_16:  62  mov esi, eax ;備份eax,eax中存放了扇區號,這里為0x2  63  mov di, cx ;備份cx,cx中存放待讀入的扇區數  64 
 65  ;讀寫硬盤:  66  ;第一步:設置要讀取的扇區數  67                 mov dx, 0x1f2
 68  mov al, cl  69                 out dx, al  70                 
 71  mov eax, esi  72 
 73         ;第二步:將lba地址存入到0x1f3 ~ 0x1f6
 74                 ;lba地址7-0位寫入端口0x1f3  75                 mov dx, 0x1f3
 76                 out dx, al  77                 
 78                 ;lba地址15-8位寫入端口0x1f4  79                 mov cl, 8
 80  shr eax, cl  81                 mov dx, 0x1f4
 82                 out dx, al  83                 
 84                 ;lba地址23-16位寫入端口0x1f5  85  shr eax, cl  86                 mov dx, 0x1f5
 87                 out dx, al  88                         
 89  shr eax, cl  90                 and al, 0x0f
 91                 or al, 0xe0
 92                 mov dx, 0x1f6
 93                 out dx, al  94 
 95         ;第三步:向0x1f7端口寫入讀命令,0x20
 96                 mov dx, 0x1f7
 97                 mov al, 0x20
 98                 out dx, al  99 
100  ;第四步:檢測硬盤狀態 101  .not_ready: 102  nop 103                 in al, dx 104                 and al, 0x88
105                 cmp al, 0x08
106  jnz .not_ready 107 
108  ;第五步:從0x1f0端口讀數據 109  mov ax, di 110                 mov dx, 256
111  mul dx 112  mov cx, ax 113  ;di為要讀取的扇區數,一個扇區共有512字節,每次讀入一個字,總共需要 114         ;di*512/2次,所以di*256
115                 mov dx, 0x1f0
116  .go_on_read: 117                 in ax, dx 118  mov [bx], ax 119                 add bx,2
120  loop .go_on_read 121  ret 122 ;---------------------------------------
123 
124     times 510-($-$$) db 0
125     db 0x55, 0xaa
mbr.S
 1 %include "boot.inc"
 2 section loader vstart=LOADER_BASE_ADDR  3 LOADER_STACK_TOP equ LOADER_BASE_ADDR  4 ;構建gdt及其內部描述符  5 GDT_BASE:        dd 0x00000000
 6                  dd 0x00000000
 7 CODE_DESC:       dd 0x0000FFFF
 8  dd DESC_CODE_HIGH4  9 DATA_STACK_DESC: dd 0x0000FFFF
 10  dd DESC_DATA_HIGH4  11 VIDEO_DESC:      dd 0x80000007
 12  dd DESC_VIDEO_HIGH4  13 
 14 GDT_SIZE  equ $-GDT_BASE  15 GDT_LIMIT equ GDT_SIZE-1
 16 times 60 dq 0 ;此處預留60個描述符的空位  17 
 18 SELECTOR_CODE  equ (0x0001<<3) + TI_GDT + RPL0  19 SELECTOR_DATA  equ (0x0002<<3) + TI_GDT + RPL0  20 SELECTOR_VIDEO equ (0x0003<<3) + TI_GDT + RPL0  21 
 22 ;以下是gdt指針,前2個字節是gdt界限,后4個字節是gdt的起始地址  23 gdt_ptr dw GDT_LIMIT  24  dd GDT_BASE  25 
 26 ;---------------------進入保護模式------------
 27 loader_start:  28  ;一、打開A20地址線  29     in al, 0x92
 30  or al, 0000_0010B  31     out 0x92, al  32     
 33  ;二、加載GDT  34  lgdt [gdt_ptr]  35 
 36  ;三、cr0第0位(pe)置1  37  mov eax, cr0  38     or eax, 0x00000001
 39  mov cr0, eax  40     
 41  jmp dword SELECTOR_CODE:p_mode_start ;刷新流水線  42 
 43     [bits 32]  44  p_mode_start:  45  mov ax, SELECTOR_DATA  46  mov ds, ax  47  mov es, ax  48  mov ss, ax  49  mov esp, LOADER_STACK_TOP  50  mov ax, SELECTOR_VIDEO  51  mov gs, ax  52             
 53             mov byte [gs:160], 'p'
 54 ;---------------------------------------           
 55 
 56 ;------------------開啟分頁機制-----------------
 57  ;一、創建頁目錄表並初始化頁內存位圖  58  call setup_page  59 
 60  ;將描述符表地址及偏移量寫入內存gdt_ptr,一會兒用新地址重新加載  61  sgdt [gdt_ptr]  62     ;將gdt描述符中視頻段描述符中的段基址+0xc0000000
 63     mov ebx, [gdt_ptr + 2]  64     or dword [ebx + 0x18 + 4], 0xc0000000
 65             
 66  ;將gdt的基址加上0xc0000000使其成為內核所在的高地址  67     add dword [gdt_ptr + 2], 0xc0000000
 68 
 69     add esp, 0xc0000000 ;將棧指針同樣映射到內核地址  70             
 71  ;二、將頁目錄表地址賦值給cr3  72  mov eax, PAGE_DIR_TABLE_POS  73  mov cr3, eax  74             
 75  ;三、打開cr0的pg位  76  mov eax, cr0  77     or eax, 0x80000000
 78  mov cr0, eax  79             
 80  ;在開啟分頁后,用gdt新的地址重新加載  81  lgdt [gdt_ptr]  82     mov byte [gs:160], 'H'
 83     mov byte [gs:162], 'E'
 84     mov byte [gs:164], 'L'
 85     mov byte [gs:166], 'L'
 86     mov byte [gs:168], 'O'
 87     mov byte [gs:170], ' '
 88     mov byte [gs:172], 'P'
 89     mov byte [gs:174], 'A'
 90     mov byte [gs:176], 'G'
 91     mov byte [gs:178], 'E'
 92 
 93 ;---------------------------------------------
 94 
 95 ;--------------------拷貝內核文件並進入kernel--------------------------
 96     mov eax, KERNEL_START_SECTOR              ;kernel.bin所在的扇區號 0x09
 97  mov ebx, KERNEL_BIN_BASE_ADDR ;從磁盤讀出后,寫入到ebx指定的地址0x70000  98     mov ecx, 200 ;讀入的扇區數  99 
100  call rd_disk_m_32 101 
102  ;由於一直處在32位下,原則上不需要強制刷新,但是以防萬一還是加上 103  ;跳轉到kernel處 104  jmp SELECTOR_CODE:enter_kernel 105     
106  enter_kernel: 107  call kernel_init 108         mov esp, 0xc009f000 ;更新棧底指針 109  jmp KERNEL_ENTRY_POINT ;內核地址0xc0001500 110  ;jmp $ 111         ;---------------------將kernel.bin中的segment拷貝到指定的地址 112  kernel_init: 113  xor eax, eax 114  xor ebx, ebx ;ebx記錄程序頭表地址 115  xor ecx, ecx ;cx記錄程序頭表中的program header數量 116  xor edx, edx ;dx記錄program header 尺寸,即e_phentsize 117 
118  ;偏移文件42字節處的屬性是e_phentsize, 表示program header大小 119             mov dx, [KERNEL_BIN_BASE_ADDR + 42] 120             
121  ;偏移文件28字節處的屬性是e_phoff 122             mov ebx, [KERNEL_BIN_BASE_ADDR + 28] 123 
124  add ebx, KERNEL_BIN_BASE_ADDR 125             mov cx, [KERNEL_BIN_BASE_ADDR + 44] 126     
127  .each_segment: 128                     cmp byte [ebx + 0], PT_NULL 129  je .PTNULL 130 
131  ;為函數memcpy壓入參數,參數是從右往左壓入 132             push dword [ebx + 16] 133             mov eax, [ebx + 4] 134  add eax, KERNEL_BIN_BASE_ADDR 135  push eax 136             push dword [ebx + 8] 137  call mem_cpy 138             add esp, 12
139 
140  .PTNULL: 141  add ebx, edx 142  loop .each_segment 143  ret 144 
145             ;-----------逐字節拷貝mem_cpy(dst, src, size) 146  mem_cpy: 147  cld 148  push ebp 149  mov ebp, esp 150  push ecx 151                     mov edi, [ebp + 8] 152                     mov esi, [ebp + 12] 153                     mov ecx, [ebp + 16] 154  rep movsb 155 
156  pop ecx 157  pop ebp 158  ret 159 ;---------------------------------------------------     
160 
161 
162 
163 
164 ;--------------函數聲明------------------------
165     ;setup_page:(功能)設置分頁------------
166  setup_page: 167  ;先把頁目錄占用的空間逐字節清0 168         mov ecx, 4096
169         mov esi, 0
170  .clear_page_dir: 171                 mov byte [PAGE_DIR_TABLE_POS + esi], 0
172  inc esi 173  loop .clear_page_dir 174         
175  ;開始創建頁目錄項 176  .create_pde: 177  mov eax, PAGE_DIR_TABLE_POS 178                 add eax, 0x1000 ;此時eax為第一個頁表的位置 179  mov ebx, eax 180         
181  ;下面將頁目錄項0和0xc00都存為第一個頁表的地址,每個頁表表示4MB內存 182  ;頁目錄表的屬性RW和P位為1,US為1,表示用戶屬性,所有特權級別都可以訪問 183         or eax, PG_US_U | PG_RW_W | PG_P 184         
185         ;在頁目錄表中的第1個目錄項中寫入第一個頁表的地址(0x101000)和屬性 186         mov [PAGE_DIR_TABLE_POS + 0x0], eax 187 
188         mov [PAGE_DIR_TABLE_POS + 0xc00], eax 189 
190  ;使最后一個目錄項指向頁目錄表自己的地址 191         sub eax, 0x1000
192         mov [PAGE_DIR_TABLE_POS + 4092], eax 193 
194  ;下面創建頁表項(PTE) 195         mov ecx, 256     ;1M低端內存/每頁大小4K=256
196         mov esi, 0
197         mov edx, PG_US_U | PG_RW_W | PG_P 198  .create_pte: ;創建page table entry 199                 mov [ebx + esi*4], edx 200                 add edx, 4096
201  inc esi 202  loop .create_pte 203         
204  ;創建內核其他頁表的PDE 205  mov eax, PAGE_DIR_TABLE_POS 206         add eax, 0x2000 ;此時eax為第二個頁表的位置 207         or eax, PG_US_U | PG_RW_W | PG_P 208  mov ebx, PAGE_DIR_TABLE_POS 209         mov ecx, 254 ;范圍為第769~1022的所有目錄項數量 210         mov esi, 769 
211  .create_kernel_pde: 212                 mov [ebx + esi*4], eax 213  inc esi 214                 add eax, 0x1000
215  loop .create_kernel_pde 216  ret 217 
218 
219     ;rd_disk_m_32:(功能)讀取硬盤n個扇區------------
220  rd_disk_m_32: 221  mov esi,eax ;備份eax,eax中存放了扇區號 222  mov di,cx ;備份cx,cx中存放待讀入的扇區數 223 
224  ;讀寫硬盤: 225  ;第一步:設置要讀取的扇區數 226         mov dx,0x1f2
227  mov al,cl 228         out dx,al 229         
230  mov eax,esi 231 
232         ;第二步:將lba地址存入到0x1f3 ~ 0x1f6
233                 ;lba地址7-0位寫入端口0x1f3 234         mov dx,0x1f3
235         out dx,al 236         
237         ;lba地址15-8位寫入端口0x1f4 238         mov cl,8
239  shr eax,cl 240         mov dx,0x1f4
241         out dx,al 242         
243         ;lba地址23-16位寫入端口0x1f5 244  shr eax,cl 245         mov dx,0x1f5
246         out dx,al 247                 
248  shr eax,cl 249         and al,0x0f
250         or al,0xe0
251         mov dx,0x1f6
252         out dx,al 253 
254     ;第三步:向0x1f7端口寫入讀命令,0x20
255         mov dx,0x1f7
256         mov al,0x20
257         out dx,al 258 
259  ;第四步:檢測硬盤狀態 260  .not_ready: 261  nop 262                 in al,dx 263                 and al,0x88
264                 cmp al,0x08
265  jnz .not_ready 266 
267  ;第五步:從0x1f0端口讀數據 268  mov ax,di 269         mov dx,256
270  mul dx 271  mov cx,ax 272  ;di為要讀取的扇區數,一個扇區共有512字節,每次讀入一個字,總共需要 273     ;di*512/2次,所以di*256
274         mov dx,0x1f0
275  .go_on_read: 276                 in ax,dx 277  mov [ebx],ax 278                 add ebx,2
279  loop .go_on_read 280  ret 281 ;----------------------------------------------
loader.S

四、運行測試

  運行測試后,tss成功初始化。

  
  在bochs控制台輸入info gdt可以看到GDT表的內容,可以看到現在有7個描述符,在GDT中第4個描述符是剛安裝好的TSS段描述符,其顯示為32-Bit TSS(Busy),說明TSS的B位被CPU置1了,TSS已經生效了。
  
  本回到此結束,預知后事如何,請看下回分解。


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