操作系统实践（4）——从保护模式返回实模式

好吧，一开始我觉得从保护模式应该就是设置一下cr0然后jmp一下就回到实模式了，这个没必要去实践。不过看到书中里面有些代码觉得有些冗余，然后里面有段话也是没看明白，动手实践才恍然大悟。

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于渊在书中写这个例子的思路大概是这样的：
1. 从实模式中跳转进入保护模式。（参考前面几篇）
2. 在保护模式下，访问一个地址偏大点的（实模式寻址范围之外）内存块进行读写，验证一下保护模式寻址范围是不是比实模式寻址大。
3. 返回实模式，返回实模式是这段代码：

; 16 位代码段. 由 32 位代码段跳入, 跳出后到实模式[SECTION .s16code]ALIGN   32[BITS   16]LABEL_SEG_CODE16:    ; 跳回实模式:    mov ax, SelectorNormal    mov ds, ax    mov es, ax    mov fs, ax    mov gs, ax    mov ss, ax    mov eax, cr0    and al, 11111110b    mov cr0, eaxLABEL_GO_BACK_TO_REAL:    jmp 0:LABEL_REAL_ENTRY  ; 段地址会在程序开始处被设置成正确的值Code16Len   equ $ - LABEL_SEG_CODE16; END of [SECTION .s16code]

而跳回实模式之后执行的代码如下：

LABEL_REAL_ENTRY:       ; 从保护模式跳回到实模式就到了这里    mov ax, cs    mov ds, ax    mov es, ax    mov ss, ax    mov sp, [SPValueInRealMode]    in  al, 92h         ;    and al, 11111101b   ;  | 关闭 A20 地址线    out 92h, al         ;     sti         ; 开中断    mov ax, 4c00h   ;     int 21h         ;   回到 DOS; END of [SECTION .s16]

问题

1. 跳回实模式前，设置ds、es、fs、gs、ss有什么作用，跳回实模式之后不是又设置了ds、es等寄存器了么?
   原文描述：

   “在准备结束保护模式回到实模式前，需要加载一个合适的描述符选择子到有关的段寄存器，以使对应段描述符高速缓冲寄存器中案有合适的段界限和属性。”

   80286开始，保护模式下，为避免每次形成线性地址的时时，都要使用选择子相关的信息而去访问内存，cpu配备了相应的段描述符高速缓冲寄存器。
   所以重新加载一下ds、es、ss相当于清缓存！

2. 为什么这里跳回实模式的代码段必须是在16位的代码段中？
   原文如下：

   “不能从32位代码段返回实模式，只能从16位代码段中返回。这是因为无法实现从32为位代码段返回时CS高速缓冲寄存器中的属性符合实模式的要求（实模式不能改变段属性)。”

   我的理解，原因还是跟问题1一样，如果在32位的代码段中要跳回16位的实模式，那么设置完cr0后，准备用jmp跳回实模式的地址去，但是此时的cs相关的段描述符高速缓冲里面的属性还是32位保护模式的段属性，必须跟上个问题一样，清一下缓存，但是jmp跳过去之后是16位的实模式了，没法清缓存了！
   后来看了篇文章，与我的理解一致:关于从保护模式切换到实模式的相关说明 。

3. 从32位的代码段跳回实模式不行吗？
   从问题2我们知道，保护模式跳回实模式关键的一点，就是要保证跳回实模式后，相关的段的段属性是正确的。之前有个想法就是，从32位的代码段跳回实模式，然后使跳回实模式后代码段属性符合16位实模式下不就行了么？因为跳回去实模式后已经无法修改相关的段属性，所以必须在跳回实模式之前设置好，那么只能在段描述符中设置好，但这有个问题，如果这个描述符标志的是32位的段，从这个32位的段跳回后就无法修改了，所以这个描述符就只能是标志为16位的段。
4. jmp 0:LABEL_REAL_ENTRY ; 段地址会在程序开始处被设置成正确的值这怎么实现的？
   好吧，这是个小技巧。思路是这样，当这块代码读入内存后，直接修改内存中这个指令。（指令与数据，只是人为的区分，在内存中，它们就都只是二进制数据）