assembly - .code16 和 .code32 有什么区别

Question

我正在通过观看一些视频来学习对 i386 的系统核心进行编程。我知道一些有关进入保护模式的程序:

在.code16文件中，首先我需要打开A20地址线并更改CR0寄存器，然后我需要ljmp 转换为 .code32 代码。

现在我正在思考 .code16 机器代码和 .code32 机器代码之间的差异

这些是我的问题:

1. 在保护模式下使用.code16代码是否有效？
2. 汇编程序生成的.code16机器码和.code32机器码有什么区别
3. 我发现在设置CR0寄存器之后、ljmp之前执行.code16代码是有效的，这是为什么？
4. 我的老师告诉我 .code16 表示“生成指定为 16 位模式的代码”，而 .code32 表示“指定为 32 位模式生成代码”，所以这是什么意思？

抱歉我的无知，我是这个领域的新手

Answer 1

What's the difference between .code16 machine code and .code32 machine code generated by assembler?

在 16 位模式(实模式和 16 位保护模式)和 32 位保护模式下，CPU 对代码字节的解释不同。

主要区别在于指令前缀66的含义和67 (十六进制)反转:

在16位模式下，CPU默认使用16位寄存器和常量以及i8086类型的寻址模式。前缀66告诉CPU使用32位寄存器和常量；前缀 67告诉CPU使用i80386类型的寻址模式:

Program bytes   Instruction understood by the CPU
      8b 08     mov cx,[bx+si]
66    8b 08     mov ecx,[bx+si]
67    8b 08     mov cx,[eax]
66 67 8b 08     mov ecx,[eax]

在32位保护模式下，情况相反:

      8b 08     mov ecx,[eax]
...
66 67 8b 08     mov cx,[bx+si]

"generate code specified to 16/32-bit mode" ... so what does that mean?

如果你的程序中有一行是 mov ecx,[eax] ，汇编器写 8b 08在.code32模式和 66 67 8b 08在.code16模式。

...因为CPU解释8b 08如mov ecx,[eax]当在 32 位模式下运行时，它会解释 66 67 8b 08如mov ecx,[eax]在 16 位模式下运行时。

Is it valid to use .code16 code in protect mode?

我已经写过有关“16 位保护模式”的文章。

实际上，不存在“16位保护模式”，而只有一种“保护模式”。在保护模式下，您可以在 GDT(或 LDT)中创建 16 位和 32 位描述符。

要在保护模式下执行 16 位代码，必须创建一个 16 位代码描述符(在 GDT 或 LDT 中)并执行 ljmp到该代码。

(将 32 位 CPU 从保护模式切换回实模式需要在保护模式下执行 16 位代码。)

请注意，16 位代码(以及堆栈!)的描述符的大小必须仅为 64 KiB 及以下。这意味着您无法创建一个描述整个 4 GiB 内存的描述符(就像针对 32 位代码所做的那样)，但可能需要为位于内存不同部分的代码创建多个描述符。

I found it is valid to execute .code16 code after I set CR0 register and before ljmp, that's why?

在内部，段寄存器( cs 、 ds ...)似乎大约有 80 位长，但程序员只能看到这 80 位中的 16 位。

cs 的“隐藏”位之一寄存器指定 CPU 执行 16 位还是 32 位代码。 (在保护模式下，该位是从GDT或LDT读取的。)

根据我在阅读所谓“虚幻模式”时所读到的一些信息，i80386 CPU内部的“实模式”和“保护模式”之间的主要区别似乎在于当改变段寄存器的值时，在两种模式下对段寄存器的修改是不同的。 (中断处理等方面也有差异...)

如果这是 true，则设置或清除 CR0 的位 0在更改段寄存器之前(通过执行 ljmp 、 mov ds,ax ... 或中断)，(几乎)没有任何影响。