07｜六行代码进入保护模式
闪客
你好，我是闪客。
这一讲我们要探讨的问题是，操作系统如何使 CPU 进入保护模式。保护模式虽然较为复杂，但仅仅是把模式切换过来只需要六行代码。
上一讲的最后，我们的内存布局变成了后面这样：
这仅仅是进入保护模式前准备工作的其中一个，我们接着往下看。
打开 A20 地址线
下面的代码仍然是 setup.s 中的。
这段代码的意思是打开 A20 地址线。到底什么是 A20 地址线呢？
简单来说，这一步就是为了突破地址信号线 20 位的宽度，变成 32 位可用。这是由于 8086 CPU 只有 20 位的地址线，所以如果程序给出 21 位的内存地址数据，那多出的一位就被忽略了。
我举个例子，你更容易理解。比如如果经过计算得出一个内存地址为：
1 0000 00000000 00000000
那实际上内存地址相当于 0，因为高位的那个 1 被忽略了，溢出了地址线。
当 CPU 到了 32 位时代之后，由于要考虑兼容性，还必须保持一个只能用 20 位地址线的模式，所以如果你不手动开启的话，即使地址线已经有 32 位了，仍然会限制只能使用其中的 20 位。
简单么？我们继续往下看。接下来这段代码，我建议你完全不用看，毕竟 Linus 自己都注释说过“这是一段不得不做，又一点意思也没有的代码”。
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六行代码进入保护模式，本文深入探讨了操作系统如何使 CPU 进入保护模式的过程。首先介绍了打开 A20 地址线的操作，解释了 A20 地址线的作用和必要性。随后详细讲解了对可编程中断控制器 8259 芯片进行的编程，以及重新编程的原因和意义。接着，重点介绍了切换模式的关键一步，通过修改寄存器的一位实现了从实模式到保护模式的切换，并进行了段间跳转指令的解释。最后，总结了保护模式下内存寻址方式的变化，以及跳转到内存地址的 0 地址处执行操作系统核心代码的过程。文章通过简洁的代码和清晰的解释，使读者能够快速了解 CPU 进入保护模式的关键步骤和原理，展现了深入的技术特点。
该试读文章来自《Linux0.11 源码趣读》，如需阅读全部文章，
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周晓东老师帮指点下我的理解是否正确，pe为置1也就是lmsw ax执行后为分界线，整个世界就进入了保护模式，下一条指令jmpi 0,8的取址就要遵循保护模式的法则，由于这个时候cs为0，gdt的第0个表项值全0，所以保护模式、实模式算出的物理地址是一样的(其实就是ip里的值)，能顺利取到下一条指令jmpi 0,8，有点恒等的意思作者回复: 没问题
2022-11-03归属地：北京3- 小氘从实模式切换到保护模式后为什么可以继续执行下面的指令，因为段寄存器中有描述符高速缓存器，描述符高速缓存器中有段基址，切到保护模式后CS描述符高速缓存器中的段基址仍然是0x90200，所以下条指令“jmpi 0,8”依然可以取到。执行“jmpi 0,8”指令后，CS描述符高速缓存器中的段基址更新为0。2023-02-15归属地：江苏36
无笔秀才向老师和各位师兄姐们请教一下，没太理解 二进制8 确实是00000,0000,0000,1000。 但是 当成段选择子 查找 描述符索引值 为什么是1呢？2023-02-24归属地：北京11
ileruza老师，我找了一圈还是没完全理解.word的作用，文档和一些资料说他是分配内存空间的。结合gdt这个标签下的一堆.word来看，确实像是弄了一个“gdt数组”，但是在那段无用的代码里.word的作用就完全说不清了呀，感觉好像没啥意义，也跟什么jmp $+2什么延迟之类的扯不上联系2022-12-11归属地：广东1- charle太棒了，以前就是在这里卡死，放弃治疗的2022-11-19归属地：上海1
流风.word 0x07FF .word 0x0000 .word 0x9A00 .word 0x00C0 老师请问一下在setup.s中上面的全局描述符为什么基地址是0x0呢？ 全局描述符的接口不应该是如下图片的格式吗? 为什么和图上的格式不一样呢? https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/cb1a782facb2aa9c846aadf2aad5667c.png2023-12-14归属地：广东- 流风老师您好 请问 .word 0x07FF .word 0x0000 ; base address=0 .word 0x9A00 ; code read/exec .word 0x00C0 ; granularity=4096, 386 为什么基地址是0x0呢?2023-12-14归属地：广东
hello操作系统为什么要有实模式和保护模式两种模式呢？2023-02-11归属地：云南5
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