模拟Linus Torvalds：从头开始创建自己的操作系统（IV）

欢迎回到标题为“模仿Linus Torvalds”的系列文章。 今天我们将看到GDT。 首先，我们必须了解GDT是什么。 根据维基百科：

全局描述符表 or GDT 是由 英特尔 x86-系列处理器以 80286 为了定义程序执行期间使用的各种存储区的特性，包括基地址，大小和访问特权（如可执行性和可写性）

转换后的将是全局描述符表，该数据表是86以来在Intel x80286处理器中使用的数据结构，用于定义程序执行期间使用的各种内存区域的特征。

总而言之，如果我们使用的是Intel x86处理器，则必须定义GDT以正确使用内存。 我们不会做太多复杂的事情，我们将在表中定义3个条目：

• 所有表都需要一个NULL条目。
• 该部分的票 data，我们将使用最大值，即32位为4 GB。
• 该部分的票 码，我们将使用最大值，即32位为4 GB。

如您所见，数据和代码将使用相同的空间。 好的，现在我们要实现它。 为此，我们将使用两种结构，第一种结构将负责包含指向GDT实际数据的指针。 第二个将是包含GDT条目的数组。 让我们先定义它们

struct Entry{
uint16_t limit_low;
uint16_t base_low;
uint8_t base_middle;
uint8_t access;
uint8_t granularity;
uint8_t base_high;
} __attribute__((packed));
struct Ptr{
uint16_t limit;
uint32_t base;
} __attribute__((packed));


您可能已经注意到结构末尾有一个奇怪的__attribute __（（包装））。 这告诉GCC不要优化结构，因为我们想要的是将数据原样传递给处理器。 现在我们要制作一个功能来安装GDT。 在我们应该声明结构之前，现在我们将对其进行初始化。

struct ND::GDT::Entry gdt[3];
struct ND::GDT::Ptr gp;
void ND::GDT::Install()
{
gp.limit=(sizeof(struct ND::GDT::Entry)*3)-1;
gp.base=(uint32_t)&gdt;
}


这样我们就可以建立指向3输入表的指针。

void ND::GDT::SetGate(int num, uint32_t base, uint32_t limit, uint8_t access,uint8_t gran)
{
gdt[num].base_low=(base & 0xFFFF);
gdt[num].base_middle=(base >> 16) & 0xFF;
gdt[num].base_high=(base >> 24) & 0xFF;
gdt[num].limit_low=(limit & 0xFFFF);
gdt[num].granularity=(limit >> 16) & 0x0F;
gdt[num].granularity |= (gran & 0xF0);
gdt[num].access=access;
}


我们从安装函数中调用了3次

ND::GDT::SetGate(0,0,0,0,0); /* NULL segmente entry */
ND::GDT::SetGate(1,0,0xFFFFFFFF,0x9A,0xCF); /* 4 GiB for Code Segment */
ND::GDT::SetGate(2,0,0xFFFFFFFF,0x92,0xCF); /* 4 GiB for Data segment */


最后，我们必须告诉处理器我们有一个GDT，以便它可以加载它，并且在我们的例子中，用GRUB加载内核时，请覆盖GRUB GDT。 要加载GDT，在asm中有一条称为lgdt（或lgdtl，具体取决于语法）的指令，我们将使用它。

asm volatile("lgdtl (gp)");
asm volatile(
"movw $0x10, %ax \n"
"movw %ax, %ds \n"
"movw %ax, %es \n"
"movw %ax, %fs \n"
"movw %ax, %gs \n"
"movw %ax, %ss \n"
"ljmp $0x08, $next \n"
"next: \n"
);


好了，一旦完成此操作，我们的系统将已经具有GDT。 在下一章中，我们将看到IDT，该表与GDT非常相似，但存在中断。 我在GDT中添加了一些状态和确认消息，因此NextDivel现在看起来像这样：