Boot/Source/SwitchMode.S

   1 /** @file SwitchMode.S
   2  *
   3  */
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   6 #include "Common.h"
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   8 //セグメント
   9 //SEG_REG                       = 0x6000
  10 KERNEL_CS                       = 0x0008                        //カーネル用コード・セグメント
  11 KERNEL_DS                       = 0x0010                        //カーネル用データ・セグメント
  12 BOOT_CS                         = 0x0008                        //ブートローダ用コード・セグメント(カーネル実行時には、このディスクリプタは削除する。)
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  15 CR0_PE                  = 0x00000001            //プロテクト・イネーブル・フラグ
  16 //CR0_PG                        = 0x80000000            //ページング・フラグ
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  18 .section .text
  19 .code16
  20
  21 /**
  22  * プロテクトモード切り替え
  23  *
  24  * 汎用レジスタは破壊されます。
  25  * スタックは初期化されます。
  26  * CS は0x08がセットされます。
  27  * DS, ES, SS には0x10がセットされます。
  28  * FS, GS には、0x00がセットされます。
  29  */
  30 .global switchProtectMode
  31 switchProtectMode:
  32
  33         xorl    %ebx, %ebx
  34         popw    %bx // 戻りアドレス
  35
  36
  37 /*
  38        1. 割り込みをディスエーブルにする。CLI 命令によってマスク可能ハードウェア割り込み
  39           がディスエーブルになる。NMI 割り込みは、外部回路によってディスエーブルにでき
  40           る。 (ソフトウェアは、モード切り替えの動作中に例外または割り込みが発生しないよ
  41           うに保証する必要がある。     )
  42 */
  43         // NMI割り込み禁止
  44         call    disableNMI
  45
  46
  47
  48 /*
  49        2. LGDT 命令を実行して、GDTR レジスタに GDT のベースアドレスをロードする。
  50 */
  51         // GDT読み込み
  52         lgdt    tempGDTR
  53
  54
  55 /*
  56        3. 制御レジスタ CR0 の PE フラグ(またオプションで PG フラグ)を設定する MOV CR0
  57           命令を実行する。
  58 */
  59
  60         // プロテクトモード移行
  61         movl    %cr0, %eax
  62         orl             $CR0_PE, %eax
  63         movl    %eax, %cr0
  64
  65
  66 /*
  67        4. MOV CR0 命令のすぐ後で、far JMP 命令または far CALL 命令を実行する。    (この操作
  68           は通常、命令ストリーム内の次の命令への far ジャンプまたは far コールになる。          )
  69 */
  70         // パイプラインフラッシュ
  71         jmp             pipelineFlush
  72 pipelineFlush:
  73
  74 /*
  75        5. MOV CR0 命令の直後に JMP 命令または CALL 命令を実行すると、実行の流れが変化
  76           し、プロセッサが順次処理される。
  77 */
  78         // 32bit移行
  79 .code32
  80         .byte   0x66
  81         ljmp    $0x08, $setCodeSegment
  82 setCodeSegment:
  83
  84
  85 /*
  86        6. ページングがイネーブルな場合、      MOV CR0 命令のコードと、    JMP 命令または CALL 命
  87           令のコードは、アイデンティティ・マッピングされたページから得たものでなければ
  88           ならない(つまり、ジャンプ前のリニアアドレスが、ページングと保護モードがイネー
  89           ブルになった後の物理アドレスと同一でなければならない) JMP 命令または CALL 命
  90                                                   。
  91           令のターゲット命令は、アイデンティティ・マッピングされる必要はない。
  92 */
  93
  94
  95 /*
  96        7. ローカル ディスクリプタ テーブルを使用する場合には、           LLDT 命令を実行して LDTR
  97                 ・         ・
  98           レジスタに LDT のセグメント・セレクタをロードする。
  99 */
 100
 101
 102 /*
 103        8. LTR 命令を実行して、  セグメント・セレクタ付きタスクレジスタを初期保護モード・タ
 104           スクへロードする。またはタスクスイッチに関する TSS 情報を保存できるメモリの書
 105           き込み可能領域へロードする。
 106 */
 107
 108
 109 /*
 110        9. 保護モードに移行した後、セグメント・レジスタは実アドレスモードで保持していた
 111           内容をそのまま保持し続ける。操作手順 4 の JMP 命令または CALL 命令が CS レジス
 112               タをリセットする。以下のどれかを実行して、残りのセグメント・レジスタの内容を
 113               更新する。
 114               - DS、SS、ES、FS、GS の各セグメント・レジスタを再ロードする。ES、FS、GS の
 115                  各レジスタのなかで使用しないものがある場合、そのレジスタにヌルセレクタを
 116                  ロードする。
 117               - JMP 命令または CALL 命令を新しいタスクに対して実行する。これによって、セグ
 118                  メント・レジスタの値がリセットされ、新しいコード・セグメントに分岐する。
 119 */
 120
 121         // データ・セグメント初期化
 122         movw    $0x10, %ax
 123         movw    %ax, %ds
 124         movw    %ax, %es
 125         movw    %ax, %ss
 126         // FS, GS は使わない。
 127         xorl    %eax, %eax
 128         movw    %ax, %fs
 129         movw    %ax, %gs
 130
 131
 132 /*
 133           10. LIDT 命令を実行して、IDTR レジスタに保護モード IDT のアドレスとリミットをロー
 134               ドする。
 135 */
 136
 137
 138 /*
 139           11. STI 命令を実行して、マスク可能ハードウェア割り込みをイネーブルにし、また必要な
 140               ハードウェア動作を実行して NMI 割り込みをイネーブルにする。
 141           上記の手順 3 と手順 4 の間に他の命令が存在すると、不規則な障害が発生することが
 142           ある。システム管理モードで、メモリを参照する命令が手順 3 と手順 4 の間に挿入さ
 143           れたときのような状況では、障害は直ちに認識される。
 144 */
 145         // NMI割り込み許可
 146         call    enableNMI
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 150         // 呼び出し元に戻る
 151         pushl   %ebx
 152         ret
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