Orange's 一个操作系统实现 小知识点

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一些小知识点

  • CPU发展

    8086 16位 CPU => 80386 32位 CPU

  • 实模式&保护模式

    模式 进制数 地址总线宽度 寄存器及数据总线宽度 寻址空间
    实模式 16 20 16 1MB
    保护模式 32 32 32 4GB

  • 段寄存器

    32位段寄存器实际上由16位的段选择器和描述符高速缓存器组成。但描述符高速缓存器是不能直接访问的。

  • 代码段和数据段的权限访问规则

    类型 特权级 低->高 特权级 高->低 相同特权级之间
    一致代码段 可 不可 可
    非一致代码段 不可 不可 可
    数据段（非一致） 不可 可 可

  • 汇编语言里的一些寄存器的功能：

    EAX 是”累加器”(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。

    EBX 是”基地址”(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。

    ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。

    EDX 则总是被用来放整数除法产生的余数。

    ESI/EDI分别叫做”源/目标索引寄存器”(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串。

    EBP是”基址指针”(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的”框架指针”(frame pointer)。

    ESP 专门用作堆栈指针，被形象地称为栈顶指针，堆栈的顶部是地址小的区域，压入堆栈的数据越多，ESP也就越来越小。在32位平台上，ESP每次减少4字节。

  • 寄存器EAX、AX、AH和AL之间的关系：

    EAX 为32位。

    AX为EAX低16位。

    AH为AX高8位，AL为AX低8位。

  • dd、dw和db：

    汇编语言中dd、dw和db分别代表4个字节、2个字节和1个字节。

  • 汇编指令JC：

    汇编指令，当进位标志CF=1，即有进位时，跳转。

  • 标志位寄存器：

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  • 汇编指令cmp：

    cmp指令格式: cmp 操作对象1, 操作对象2

    计算（操作对象1 - 操作对象2），但不保存结果，只是根据结果修改相应的标志位。

  • 汇编指令jne：

    jne是汇编指令中的一个条件转移指令。当ZF=0，转至标号处执行。当ZF=1，顺序执行。

  • 地址描述符结构ARDS：

    Offset Name Description
    0 BaseAddrLow 基地址的低32位
    4 BaseAddrHigh 基地址的高32位
    8 LengthLow 长度(字节)的低32位
    12 LengthHigh 长度(字节)的高32位
    16 Type 这个地址范围的地址类型

    Type取值及其意义：

    Value Name Description
    1 AddressRangeMemory 这个内存段是一段可以被OS使用的RAM
    2 AddressRangeReserved 这个地址段正在被使用,或者被系统保留,所以一定不要被OS使用
    Other Undefined 保留为未来使用,任何其它值都必需被OS认为是AddressRangeReserved

  • 汇编指令inc&dec：

    自加1和自减1指令。

  • 汇编指令ja&jb：

    指令JA表示 CF=0 且ZF=0 即A>B转移。

    指令JB表示 CF=1 且ZF=0 即A <B转移。

  • 汇编指令跳转部分：

    JAE/JNB 大于或等于转移.
    JB/JNAE 小于转移.
    JBE/JNA 小于或等于转移.
    以上四条,测试无符号整数运算的结果(标志C和Z).
    JE/JZ　等于转移.
    JNE/JNZ 不等于时转移.
    JC　　　有进位（CF）时转移.
    JNC　　无进位（CF）时转移.
    JNO　　不溢出时转移.
    JNP/JPO 奇偶性为奇数时转移.
    JNS　　符号位为 “0” 时转移.
    JO　　　溢出转移.
    JP/JPE　奇偶性为偶数时转移.
    JS　　　符号位为 “1” 时转移.

  • 保护模式不能直接调用实模式下的中断

  • 硬件中断与软件中断

  • 同步中断（与CPU相关）与异步中断（外部不可抗因素）

  • Fault（如缺页） Trap（） Abort（严重错误）

  • IDT建立保护模式下的中断（GDT保护模式下段机制）

  • 中断和异常分配表

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  • bochs调试反汇编指令：

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    ndisasm -o 0x7c00 boot.bin >> disboot.asm

  • 在bochs的dos下调试：

    先在文件开始位置添加指令jmp $，然后在反汇编的文件中找到自己想要跳转的位置eip。然后在bochs的dos中运行，陷入死循环。在bochs中，利用ctrl+c中断调试，利用r看寄存器的值，利用set $eip=0x…值，利用s进行单步调试。

  • lodsb指令：

    LODSB/LODSW/LODSD

    功能：将DS：SI/ESI所指的源串元素装入累加器(AL，AX，EAX)中，每装入一次都按照DF值以及串元素类型自动修改地址指针SI/ESI，该指令一般不须加重复前缀，并且不影响标志位。

  • Bochs命令：

    挂载：

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    sudo mount -o loop a.img /mnt/floppy/
    sudo cp kernel.bin /mnt/floppy/
    sudo umount /mnt/floppy/

    copy：

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    cp /home/username/桌面/boot.asm ./

    更新引导程序：

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    dd if=boot.bin of=a.img bs=512 count=1 conv=notrunc

    运行Bochs：

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    bochs -f bochsrc

    nasm编译：

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    nasm loader.asm -o loader.bin

    nasm -f elf kliba.asm -o kliba.o

    gcc编译：

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    gcc -c start.c -o start.o

    ld链接：

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    ld -s -Ttext 0x30400 -o kernel.bin kernel.o string.o start.o
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