Assempler - PC 在执行 LGDT 指令后崩溃

Question

Contents

我想在执行lgdt指令后用jmp指令跳转到diskette_initialisation，但是崩溃了是什么原因？如果知道原因，为什么Intel的设计者cpu要这么做？

Environment

cpu: 英特尔(r) 核心(tm) 17-8550U
机器：虚拟盒子
辅助存储：软盘
编译器：NASM 2.15.05 版编译于 2020 年 8 月 28 日

code

bits 16
org 0x7c00
  jmp boot_lodaer
  boot_lodaer:
    cli
    mov ax, 0
    mov ds, ax
    mov es, ax
    mov fs, ax
    mov gs, ax
    mov ss, ax
    mov sp, 0x7c00

    call minimum_gdt_andidt
    bits 16
    call valid_A20
    call diskette_initialisation
    jmp  Protected_Mode

    minimum_gdt:
      bits 32
      lgdt [ndt_setup];https://wiki.osdev.org/GDT_Tutoria
　　　lidt　[ndt_setup:
      ret
      ndt_setup:
        dw 23
        dd gdt_null
      ndt_null:
        dq 0x0:
      ndt_code:
        dw 0xffff
        dw 0x0
        db 0x0
        db 11001111b
        db 10011010b
        db 0x0
      ndt_date:
        dw 0xffff
        dw 0x0
        db 0x0
        db 11001111b
        db 10011010b
        db 0x0
　　　ｎdit_end:
    ;Only enable a20. Does not check for anything.
    valid_A20:
      in al, 0x60
      mov al, 0xad; key off
      out 0x60, al

      in al, 0x60
      mov   al,   0xfe; key initialisation
      out   0x60, al

      in al, 0x60
      mov   al,  0xae; key on
      out   0x60, al
      mov al, 0x00
    ret  

    diskette_error:
      mov ah, 0x0e
      mov al, 'E'
      int 0x10
    hlt
    
    diskette_initialisation:
      mov ah, 0x00
      mov dl, 0x00
      int 0x13
      jc diskette_error

      mov ah, 0x0e
      mov al, '2'
      int 0x10
    ret

    Protected_Mode:
      cli 
      mov eax, 1
      mov cr0, eax
    jmp eax:karnel
　　kanel:
　　hlt
　　times   510-($-$$) db 0
dw  0aa55h

Answer 1

org 0x7e00

因为这个指令，你代码中的所有位移都会出错！

你需要：ORG 0x7C00

mov ss, ax

如果您不打算同时指定堆栈指针 SP，则不要更改 SS。您很有可能继续使用现有堆栈。

gdt_setup:
   dw 24
   dd gdt_null

小改动：这里的第一个词是 limit 而不是大小。你应该写 dw 23.

jmp [diskette_initialisation]

在 diskette_initialisation 处有代码，而不是指针（@fuz 首先注意到）。你需要写 jmp diskette_initialisation

您在描述符中使用了一些错误的值！主要是由于几个字节的反转。以下是 CODE 和 DATA 的正确设置：

gdt_code:
    dw 0xFFFF
    dw 0
    db 0
    db 10011010b
    db 11001111b
    db 0
gdt_data:
    dw 0xFFFF
    dw 0
    db 0
    db 10010010b
    db 11001111b
    db 0

Answer 2

这是intel方面的硬件bug，无法解决。我什至不能像specification.Goodbye那样做，暂时，我会因为我花在它上面的时间而怨恨英特尔。

我参考的规格 enter link description here

9.9.1 Switching to Protected Mode

在从实模式切换到保护模式之前，系统数据结构和代码模块的最小集合必须加载到内存中，如第 9.8 节“保护模式操作的软件初始化”中所述。一旦创建了这些table，软件初始化代码就可以切换到保护模式。通过执行 MOV CR0 指令进入保护模式，该指令在 CR0 寄存器中设置 PE 标志。（在里面相同的指令，可以设置寄存器 CR0 中的 PG 标志以启用分页。）保护模式下的执行开始于 CPL 为 0。 Intel 64 和 IA-32 处理器对切换到保护模式的要求略有不同。确保与 Intel 64 和 IA-32 处理器的向上和向下代码兼容性，我们建议您遵循这些步骤：

禁用中断。 CLI 指令禁用可屏蔽硬件中断。可以禁用 NMI 中断与外部电路。（软件必须保证在运行期间不产生异常或中断模式切换操作。)
执行LGDT指令将GDT的基地址加载到GDTR寄存器
执行 MOV CR0 指令，在控制寄存器 CR0 中设置 PE 标志（以及可选的 PG 标志）。
紧接着MOV CR0 指令，执行far JMP 或far CALL 指令。（这个操作是通常是远跳转或调用指令流中的下一条指令。）
MOV CR0指令后的JMP或CALL指令改变了执行流程和序列化处理器。
如果启用分页，MOV CR0指令和JMP或CALL指令的代码必须来自恒等映射的页面（即跳转前的线性地址与物理地址相同启用分页和保护模式后）。 JMP 或 CALL 指令的目标指令不需要进行身份映射。
如果要使用局部描述符table，执行LLDT指令加载段选择器 LDTR寄存器中的LDT。
执行LTR指令加载带段选择器的任务寄存器到初始保护模式任务或 writable 内存区域，可用于在任务切换时存储 TSS 信息。
进入保护模式后，段寄存器继续保存它们在实地址中的内容模式。第 4 步中的 JMP 或 CALL 指令重置 CS 寄存器。执行以下操作之一以更新剩余段寄存器的内容。 — 重新加载段寄存器 DS、SS、ES、FS 和 GS。如果 ES, FS, and/or GS 寄存器不会被使用，用空选择器加载它们。 — 对新任务执行 JMP 或 CALL 指令，自动重置段的值注册并跳转到一个新的代码段。
执行LIDT指令将保护模式IDT的地址和限制加载到IDTR寄存器。
执行STI指令启用可屏蔽硬件中断并执行必要的硬件使能 NMI 中断的操作。如果上述步骤 3 和 4 之间存在其他说明，则可能会发生随机故障。失败很容易在在某些情况下，例如当引用内存的指令被插入到步骤 3 和 4 之间时系统管理模式。

Assempler - PC 在执行 LGDT 指令后崩溃

Assempler - PC crashes after execution of LGDT instruction

assembly

x86

bootloader

osdev

gdt