Assembly 引导加载程序-将处理器切换到保护模式

我很难理解一个简单的引导加载程序是如何工作的。我所说的引导加载程序是MITs课程“操作系统工程”中的一个

首先，让我向您展示BIOS执行的一段汇编代码：

[f000:fec3]    0xffec3: lidtw  %cs:0x7908
[f000:fec9]    0xffec9: lgdtw  %cs:0x7948
[f000:fecf]    0xffecf: mov    %cr0,%eax
[f000:fed2]    0xffed2: or     $0x1,%eax
[f000:fed6]    0xffed6: mov    %eax,%cr0
[f000:fed9]    0xffed9: ljmpl  $0x8,$0xffee1

从外观上看，该代码设置中断表和描述符表，然后打开保护模式

为什么我们要进入保护模式 在BIOS中？难道不是吗 引导加载程序以实模式运行（顺便说一句- 为什么它需要在现实中运行 模式？）

我搜索了一下，但什么也没找到 ljmpl指令究竟是如何运行的 工作，这两者之间的区别是什么 它与ljmp和正规jmp-I 如果有人愿意，我将不胜感激 指向正确的方向

我们为什么要跳呢？是什么 本说明的目的是什么 继续讨论引导加载程序代码-

# Switch from real to protected mode, using a bootstrap GDT
# and segment translation that makes virtual addresses
# identical to their physical addresses, so that the
# effective memory map does not change during the switch.
lgdt    gdtdesc
movl    %cr0, %eax
orl     $CR0_PE_ON, %eax
movl    %eax, %cr0

# Jump to next instruction, but in 32-bit code segment.
# Switches processor into 32-bit mode.
ljmp    $PROT_MODE_CSEG, $protcseg

它说处理器在运行 真实模式-但我们刚刚看到 BIOS切换到保护模式。。。 我很困惑——这怎么可能 可能吗

如何切换到32位模式？什么 使处理器神奇地运行 由于ljmp而进入32位模式 指令

还有一件事我不明白——当我用gdb跟踪引导加载程序的执行时，我看到正在执行以下指令（这是引导加载程序代码中的ljmp指令）：

但当我查看.asm文件时，我看到了以下内容：

ljmp   $0xb866,$0x87c32

这里完全丢失了-为什么写在.asm文件中的指令和执行的指令不同？我有一种预感，这与受保护模式以及它如何转换地址有关，但我真的不明白

我将感谢任何帮助

一些BIOS实现在进入引导加载程序之前进入保护模式。大多数人没有。BIOS可能会在短时间内切换到保护模式，并在转到引导加载程序之前切换回，这将允许它使用保护模式的一些优点（例如32位是默认地址大小）。引导加载程序应处于实模式的原因是大多数BIOS功能仅在实模式下工作，因此您需要处于实模式才能使用它们

除了要跳转到的地址之外，ljmp还指定要切换到的代码段。它们非常相似（至少在GAS中），汇编器会为您将具有2个操作数的jmp切换为ljmp

ljmp是更改cs寄存器的唯一方法之一。需要这样做才能激活保护模式，因为cs寄存器需要包含GDT中代码段的选择器。（如果您想知道，更改cs的其他方法有远调用、远返回和中断返回）

见项目1。BIOS切换回实模式，或者此引导加载程序无法使用此BIOS

见项目3。它将cs更改为指定32位代码段，因此处理器进入32位模式

当您查看.asm文件时，指令被解释为地址大小为32位，但GDB将其解释为地址大小为16位。指令地址处的数据为0xEA 32 7C 08 00 66 B8。EA是跳远操作码。在32位地址空间中，对于0x87C32地址，将使用接下来的四个字节指定地址，但在16位地址空间中，对于0x7C32地址，仅使用两个字节。地址后的2个字节指定请求的代码段，在32位模式下为0xB866，在16位模式下为0x0008。0x66 B8是下一条指令的开始，该指令将一个16位立即数值移动到ax寄存器中，可能是为了设置保护模式的数据段

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为什么我们在BIOS中进入保护模式？引导加载程序不应该在实模式下运行吗（顺便说一句，为什么它需要在实模式下运行？）

受保护模式提供了比realmode更多的功能：本质上是Intel CPU的保护环特权机制(http://en.wikipedia.org/wiki/Ring_（计算机安全）、32位模式执行等

我搜索了ljmpl指令的具体工作原理，但没有找到它与ljmp和常规jmp之间的区别——如果有人能指出正确的方向，我将不胜感激

ljmpl和ljmp在这里的上下文是相同的

为什么要执行跳转？此指令的目的是什么

这是“英特尔手册”中规定的要求，下面的代码中也有内联规定

对于从真实到受保护的转换，它在stage2引导加载程序中实现，如下所示：

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正如你所看到的，代码的每个部分都有一个函数，ljmp本质上是清除预取队列，正如《英特尔手册》中所要求的，我不记得在哪里。

投票结束太宽：一个问题太多。

ljmp

使用选择器加载cs，该选择器通常在GDT中选择一个描述符，即DPL=0，32位code段。在执行

ljmp

之前，无论是否设置PE，您仍然处于16位代码段中。设置PE会影响加载段寄存器的行为。真正改变模式的是cs选择器加载描述符。

ljmp   $0xb866,$0x87c32

974   /* load the GDT register */
975   DATA32  ADDR32  lgdt    gdtdesc
976 
977   /* turn on protected mode */
978   movl    %cr0, %eax
979   orl $CR0_PE_ON, %eax
980   movl    %eax, %cr0
981 
982   /* jump to relocation, flush prefetch queue, and reload %cs */
983   DATA32  ljmp    $PROT_MODE_CSEG, $protcseg
984