call _empty_8042 mov al,#0x01 out #0x64,al //8042是键盘控制器其输出端口P2用来控制A20地址线 call _empty_8042 mov al,#0xDF out #0x60,al //选通A20地址线 call _empty_8042 初始化8259中断控制 //一段非常机械化的程序 mov ax,#0x0001 mov cr0,ax ;16位标志 jmpi 0,8 ;ip --- D1表示写数据到8042的P2端口 --- empty_8042: .word 0x00eb,0x00eb in al,#0x64 test al,#2 jnz empty_8042 ret以上内容展示了一段x86汇编代码用于从实模式切换到保护模式。这是操作系统启动过程中非常关键的一步。下面将逐部分详细解释代码的含义、作用以及背后的硬件原理。---1. 开启A20地址线assembly call _empty_8042 mov al,#0x01 out #0x64,al call _empty_8042 mov al,#0xDF out #0x60,al 为什么需要A20在8086实模式下CPU只能访问1MB内存20位地址。当访问地址超过1MB时会发生地址回绕例如0x100000被映射到0x00000。80286及后续处理器有24位以上地址线能访问更大内存但为了兼容旧程序默认情况下第20根地址线A20被强制为0仍然产生回绕。进入保护模式后需要访问1MB以上内存因此必须**开启A20地址线**使第20位有效。如何开启A20通常通过键盘控制器8042芯片的输出端口P2来控制A20。端口P2的位1bit1为1时开启A20为0时关闭。操作步骤如下1. 等待8042输入缓冲区空通过empty_8042子程序。2. 向命令端口0x64发送命令0xD1表示接下来要写入输出端口。3. 等待8042输入缓冲区空。4. 向数据端口0x60写入控制字节其中bit1设为1通常写0xDF保持其他位不变。图片中第一行代码向0x64写的是0x01这可能是笔误因为注释明确写着“D1表示写数据到8042的P2端口”。正确的命令应该是0xD1。第二行写入0xDF其二进制为11011111bit1为1从而开启A20。---2. 初始化8259中断控制器assembly 初始化8259中断控制 //一段非常机械化的程序 8259是可编程中断控制器PIC负责管理硬件中断。在实模式下8259默认将IRQ0~7映射到中断向量8~15IRQ8~15映射到70~77。但这些向量与CPU异常如除法错、缺页等冲突。进入保护模式后必须重新映射IRQ到不冲突的向量通常IRQ0~7映射到32~39IRQ8~15映射到40~47。初始化过程包括发送初始化命令字ICW1、ICW2、ICW3、ICW4代码虽然机械但必不可少否则中断会混乱。---3. 设置CR0寄存器进入保护模式assembly mov ax,#0x0001 mov cr0,ax ;16位标志 CR0是控制寄存器其位0PEProtection Enable用于开启保护模式。将ax设为0x0001后写入cr0即置位PE位。注意cr0是32位寄存器此处用16位ax写入高16位被清零在早期CPU中高16位保留且应为0故可行。这一步使CPU进入保护模式但此时指令预取队列中可能还有实模式下的指令且段寄存器仍指向实模式段因此需要立即刷新。---4. 远跳转刷新流水线assembly jmpi 0,8 ;ip jmpi是远跳转指令0是偏移8是段选择子。在保护模式下段选择子8的二进制为1000表示- 索引1GDT中的第1个描述符第0个是空描述符- TI0使用GDT- RPL0请求特权级0这个跳转会重新加载CS段寄存器指向GDT中定义的保护模式代码段同时刷新CPU的指令预取队列使后续指令都在保护模式下执行。注释ip可能表示跳转后的指令地址。---5. empty_8042子程序assembly empty_8042: .word 0x00eb,0x00eb in al,#0x64 test al,#2 jnz empty_8042 ret 该子程序用于等待键盘控制器8042的输入缓冲区为空确保可以安全地向其发送命令或数据。- .word 0x00eb,0x00eb这是两个16位数值对应机器码EB 00短跳转偏移0即两条空跳转指令相当于空操作可能用于延迟或对齐。- in al, #0x64从端口0x64读取8042的状态寄存器。- test al, #2测试状态寄存器的位2通常表示输入缓冲区是否满1为满。如果为1则跳转回empty_8042继续等待。- ret缓冲区空返回。每次操作8042前调用此子程序可避免因缓冲区满导致命令丢失。---总结图片中的代码片段完成了进入保护模式的核心步骤1. 开启A20通过8042设置P2端口的bit1解除地址回绕。2. 初始化8259重新映射硬件中断向量避免与CPU异常冲突。3. 设置CR0的PE位正式开启保护模式。4. 远跳转加载保护模式代码段刷新流水线。这些操作是操作系统启动时从实模式过渡到保护模式的经典流程为后续加载内核、启用分页等高级功能打下基础。