GCC与汇编保护模式编程实例三

【实例简介】

实例一

由于想学习保护模式编程和linux0.01,遇到不少问题。有的保护模式编程实例全是汇编语言。linux0.01在高版本GCC又编译不能通过，即使编译通过也不能正常运行。能正常运行的linux0.01的信息也是很少。况且文件也比较多，代码也是很多，不怎么好学习掌握。于是就删除了linux0.01很多文件，只留下boot/boot.s,boot/head.s,init/mian.c和makefile等几个源程序文件和tools目录下的几个文件。并且修改了makefile,使之能编译通过，运行。这个例子用sudo make disk写进软驱扇区之后能在Bochs和Vbox能模拟器上运行。运行过程就是boot.s->head.s->main.c,跳进main函数后执行一个写字符的循环，之后死循环。

 

下图是实例一运行效果：




实例二
实例二在实例一上面添加了PS2键盘中断，时钟中断，一个输出字符的0x80软中断。实例用到了linux0.01中的system.h中定义的两个函数set_intr_gate，set_trap_gate可以比较方便设置IDT。只有两个参数，第一个是中断号，第二个是中断处理函数的地址。实例还用到了linux0.01中的io.h中的两个函数outb(value,port)和inb(port)用与读写IO端口。程序也是比较简单，跳进main函数后用set_intr_gate，set_trap_gate设置时钟，PS2键盘，和0x80的IDT。之后用asm("sti");开中断，就死循环，留下中断处理程序在执行了。中断处理函数可以是汇编的子程序或者是C语言函数。其中时钟中断处理程序在interrupt.s中用的是汇编，是通过写彩色字符模式显存空间0xb8000-xB8FA0输出几个变动的字符。PS2键盘中断key_interruptc，在main.c里面用的是C语言。中断时读键盘端口0x60获取按键的扫描码，再判断扫描码，执行清屏，写屏，软中断的代码。按键1扫描码为2执行清屏，按键2扫描码为3执行写屏，按键3扫描码为4执行软中断输出字符A。注意扫描码根据键盘不同可能会不一样。


下面两张图是实例二运行效果：





 

实例三
实例三在程序中添加了三个任务，任务是参照Linux0.00添加的,一个任务有一个TSS和LDT。任务入口同样的可以是C语言函数或者汇编过程。三个任务都是往屏幕各自位置输出字符，背景不断循环闪烁。程序首先设置三个任务在GDT中的TSS和LDT，再把三个任务的TSS选择子存放到任务数组中。接着设置中断，打开中断，并通过iret跳到第一个任务中。之后时钟中断中，调用timeret，不断循环切换三个任务。切换任务用jmpl 任务选择子 偏移地址0 直接跳到任务中切换任务。其中0xea是jmpl机器码，task_sel是任务选择子。


下图是实例三运行效果：

 


以上三个例子都在VBOX Ubuntu16.04 x64 LTS GCC5.4.0，中编译通过可以用Bochs,VBOX,DOSBox SVN-Daum等模拟器运行。在linuxmint 18.04 gcc 7.3.0中也可以编译通过，生成的image也可以用Bochs,VBOX,DOSBox SVN-Daum等模拟器运行。
 在VBOX Veket GCC4.64编译中会有undefined reference to "asm"的错误，把asm该成__asm即可，还有一个不能再for循环中声明变量的错误，需要在makefile中的GCC编译行加一个-std=c99的参数。

【核心代码】

三例

├── 1
│   ├── Makefile
│   ├── boot
│   │   ├── boot.s
│   │   └── head.s
│   ├── init
│   │   └── main.c
│   ├── ndisasm
│   └── tools
│       ├── build
│       ├── build.c
│       └── systemss.s
├── 1.zip
├── 2
│   ├── Makefile
│   ├── asm
│   │   └── interrupt.s
│   ├── boot
│   │   ├── boot.s
│   │   └── head.s
│   ├── include
│   │   ├── head.h
│   │   ├── io.h
│   │   └── system.h
│   ├── init
│   │   └── main.c
│   ├── ndisasm
│   └── tools
│       ├── build
│       ├── build.c
│       └── systemss.s
├── 2.zip
├── 3
│   ├── Makefile
│   ├── asm
│   │   ├── interrupt.s
│   │   └── taskab.s
│   ├── boot
│   │   ├── boot.s
│   │   └── head.s
│   ├── fun
│   │   └── console.c
│   ├── include
│   │   ├── fun.h
│   │   ├── head.h
│   │   ├── io.h
│   │   ├── share.h
│   │   └── system.h
│   ├── init
│   │   └── main.c
│   ├── ndisasm
│   └── tools
│       ├── build
│       ├── build.c
│       └── systemss.s
└── 3.zip

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