模擬Linus Torvalds：從頭開始創建自己的操作系統（IV）

歡迎回到標題為“模擬Linus Torvalds”的系列文章。 今天我們將看到GDT。 首先，我們必須了解GDT是什麼。 根據維基百科：

全局描述符表 or GDT 是由 Intel英特爾 x86-系列處理器以 80286 為了定義程序執行期間使用的各種存儲區的特性，包括基地址，大小和訪問特權（如可執行性和可寫性）

轉換後的將是全局描述符表，該數據表是86以來在Intel x80286處理器中使用的數據結構，用於定義程序執行期間使用的各種內存區域的特徵。

總而言之，如果我們使用的是Intel x86處理器，則必須定義GDT以正確使用內存。 我們不會做太多複雜的事情，我們將在表中定義3個條目：

• 所有表都需要一個NULL條目。
• 該部分的票 數據，我們將使用最大值，即32位為4 GB。
• 該部分的票 碼，我們將使用最大值，即32位為4 GB。

如您所見，數據和代碼將使用相同的空間。 好的，現在我們要實現它。 為此，我們將使用兩種結構，第一種將負責包含指向GDT實際數據的指針。 第二個將是包含GDT條目的數組。 讓我們先定義它們

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));


您可能已經註意到結構末尾有一個奇怪的__attribute __（（包裝））。 這告訴GCC不要優化結構，因為我們想要的是將數據原樣傳遞給處理器。 現在，我們要製作一個功能來安裝GDT。 在我們應該聲明結構之前，現在我們將對其進行初始化。

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;
}


這樣我們就可以建立指向3輸入表的指針。

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;
}


我們從安裝函數中調用了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 */


最後，我們必須告訴處理器我們有一個GDT，以便可以加載它，並且在我們的情況下，當使用GRUB加載內核時，請覆蓋GRUB GDT。 要加載GDT，在asm中有一條稱為lgdt（或lgdtl，具體取決於語法）的指令，我們將使用它。

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，我們的系統將已經具有GDT。 在下一章中，我們將看到IDT，該表與GDT非常相似，但存在中斷。 我在GDT中添加了一些狀態和確認消息，因此NextDivel現在看起來像這樣：