QEMU 寄存器和 eip 在 ds 中移动 0x18 后被销毁

Question

我目前正在学习构建自己的引导加载程序。我能够设置 gdt 并进入保护模式。但是当我试图将 0x18（gdt 中的第三段）移动到 ds 时，我的大部分寄存器都被破坏了，eip 得到了一些随机的东西

导致错误的代码：（我已经处于受保护的 32 位模式）

mov eax, 0x18
mov ds, eax  <--- After this instruction registers are destroyed
mov eax, [0x0000]

我的 gdt 条目：

; GDT null segment                                                                                   
  8 gdt_null:
  9     dq 0
 10 
 11 ; GDT code segment (4GB)
 12 gdt_code:
 13     dw 0xFFFF
 14     dw 0x00
 15     db 0x00
 16     db 10011010b
 17     db 11001111b
 18     db 0x00
 19 
 20 ; GDT data segment (4GB)
 21 gdt_data:
 22     dw 0xFFFF
 23     dw 0x00
 24     db 0x00
 25     db 10010010b
 26     db 11001111b
 27     db 0x00
 28 
 29 ; GDT video segment
 30 gdt_video:
 31     dw 0xFFFF
 32     dw 0x00
 33     dw 0x00
 34     dw 10010010b
 35     db 11001111b
 36     db 0x00

gdb 指令前：

─── Output/messages ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Assembly ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
0x00007cf4 ? mov    ds,eax
0x00007cf6 ? mov    eax,ds:0x0
0x00007cfb ? hlt    
0x00007cfc ? or     BYTE PTR [eax+0x65],0x6c
0x00007d00 ? ins    BYTE PTR es:[edi],dx
0x00007d01 ? outs   dx,DWORD PTR ds:[esi]
0x00007d02 ? and    BYTE PTR [edi+0x6f],dl
─── Expressions ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── History ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Memory ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Registers ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
   eax 0x00000018       ecx 0x00000002       edx 0x00000080       ebx 0x00000000       esp 0x00002000   
   ebp 0x00000000       esi 0x00000000       edi 0x00000000       eip 0x00007cf4    eflags [ PF ]       
    cs 0x00000008        ss 0x000007e0        ds 0x00000010        es 0x000009e0        fs 0x00000000

gdb 指令后：

─── Output/messages ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Assembly ────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
0x0000e05b ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e05d ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e05f ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e061 ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e063 ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e065 ? add    BYTE PTR [eax],al
0x0000e067 ? add    BYTE PTR [eax],al
─── Expressions ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── History ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Memory ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
─── Registers ───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
   eax 0x00000000       ecx 0x00000000       edx 0x00000663       ebx 0x00000000       esp 0x00000000   
   ebp 0x00000000       esi 0x00000000       edi 0x00000000       eip 0x0000e05b    eflags [ ]          
    cs 0x0000f000        ss 0x00000000        ds 0x00000000        es 0x00000000        fs 0x00000000   
    gs 0x00000000

如您所见，大部分寄存器都被销毁了，eip 在它应该在的其他地方，并且那个位置没有真正的代码。我在 ds 中移动 0x10 之前的一些指令，它没有任何问题。这是qemu的错误吗？我不想在我的真实电脑上尝试这个，因为谁知道会发生什么？有人有想法吗？

Answer 1

寄存器被破坏的原因是因为您的系统三重故障并进入实模式。 CS:IP之后是0xf000:e05b，在BIOS ROM中。 GDB 没有正确处理实模式，而是在 0x0000:0xe05b 处显示指令，因为它不理解段寄存器 0xf000 也构成地址的一部分，并从错误的内存位置反汇编指令。那个记忆似乎已经被零填满了。在 OS 开发早期调试此类问题时，BOCHS 是一个更好的调试器。 BOCHs 有一个 info gdt 命令可以显示当前加载的 GDT。如果条目已损坏，您将更容易看到它。

看来您已经设法设置了 CS 选择器寄存器（在三重故障之前）我假设您的 GDT 的一部分是有效的。我的第一个观察是 GDT 中的 gdt_video 描述符布局不正确。你有：

; GDT video segment
gdt_video:
    dw 0xFFFF
    dw 0x00
    dw 0x00             ; <------ This needs to be a byte
    dw 10010010b        ; <------ This needs to be a byte
    db 11001111b
    db 0x00

应该是：

; GDT video segment
gdt_video:
    dw 0xFFFF
    dw 0x00
    db 0x00
    db 10010010b
    db 11001111b
    db 0x00

您可能还有其他问题，但根据所提供的信息，这是我能观察到的唯一不正确的地方。

其他观察结果

不清楚您创建 gdt_video 描述符的原因。就像 gdt_data 描述符一样，您已将其设为一个扁平的 4GB 数据描述符。您在此处显示的两个描述符都是相同的。您可以使用 0x10.

DS

你没有显示你所有的代码，但我注意到在三重错误之前调试器说：
```
ss 0x000007e0        ds 0x00000010        es 0x000009e0        fs 0x00000000
```
我希望你打算设置SS（和ESP），ES， FS 和 GS 在某些时候。 SS:ESP 应在使用任何与堆栈交互的指令之前设置（即：push、pop、call、ret等）

QEMU 寄存器和 eip 在 ds 中移动 0x18 后被销毁

QEMU registers and eip are destroyed after moving 0x18 in ds

assembly

x86

qemu

bootloader

protected-mode

其他观察结果