DOS编程技术

    从一开始我就知道我会很孤独，我知道我写的东西不会有太多的人看，因为我写的这些东西太不入流，不仅生僻，而且有点深奥，对这些选题感兴趣的人少，看的明白的人也不多，即便有几个感兴趣的发现了这个地方，能一篇一篇地看完这些文章并看明白的确不是一件容易的事。

    可是，我还是要不断地写下去，其实从一开始，我就没有准备给其它人看，全当是把自己的经验做一个总结，这其中的很多东西，对不需要的人来说一文不值，但对那个别的需要的人来说，他可能已经苦苦找寻了好久，或者为此苦恼了几天，我希望我能给他们带来一个惊喜，让他们忽然觉得，原来世界上还有另一个人曾经琢磨过他所苦恼的事情，仅此而已。

DJGPP相关

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前一篇文章，我们一起分析了一下DOS的主引导扇区，在网上分析DOS主引导扇区的文章比较多，如果看我写的感觉有困难，到网上随便搜一下，应该一抓一大把。

写人家写过的东西，似乎不是我的风格，我写DOS主引导扇区的分析其实还是为了引出后面的两个主题，一个是GRUB主引导扇区的分析，还有就是主引导扇区的应用。

DOS的主引导程序，实际已经很少有地方用了，因为DOS的分区最大只能有2G，4个分区也只能是8G，大于8G以后的分区，DOS是引导不了的，个中原因，我不说，大家可以想一想。

    基本上这是一篇比较入门级的文章。

    从这篇文章开始，准备用2----3篇的篇幅写一下主引导扇区的分析，先完成DOS下主引导扇区的分析，再分析一下grub下的主引导扇区，同时会简单介绍一下主引导扇区的利用。

    一直以来一直想写一篇关于PC机启动过程的文章，就是从机器上电到BIOS读取主引导扇区并把控制权交给主引导扇区中的引导程序开始，但每次想到这个问题，都感到过程比较复杂，一是自己也不能彻彻底底地搞清楚，二是想不出能写出什么新意，所以就一直没有动笔。但是写这篇文章，是不得不涉及到PC机的启动过程了，好在不是这篇文章的重点，而且只需泛泛说说就可以，所以估计不会出什么大问题。

1、PC机的启动过程

    最近有台湾的网友写EMAIL给我说从汇编语言调用C程序的时候遇到了一些麻烦，我想了一下，确实，可能介绍C程序调用汇编程序的文章相对要多一些，而反过来的情况可能用到的人不多，所以决定以此为题写一个短篇。

    首先，如果想从MASM编译的汇编程序调用DJGPP的GCC编译的C程序，这个可能性不大，两个编译出的差异恐怕太大了，本文使用MASM 6.11和TURBO C 3.0作为例子，完成一个从汇编调用C的小范例，这样的调用比较靠谱。

    使用过TURBO C的人都知道，TC把编译出来的程序结构分成6种模式：Tiny、Small、Medium、

    本文主要介绍CPUID指令返回扩展信息的部分

8、EAX=80000001h：最大扩展功能号

    mov eax, 80000001h
    cpuid

    该功能除了能够向（一）中介绍的那样返回CPU支持的最大扩展功能号外，并没有其它作用，EBX、ECX、EDX都不返回有意义的信息。

9、EAX=80000002h：返回CPU支持的扩展功能

    mov eax, 80000002h
    cpuid

    执行CPUID指令后，扩展功能标志在EDX和ECX中返回，EDX中的定义如下：

    我们接着上篇继续。

6、EAX=2：高速缓存描述符（Cache Descriptor）

    mov eax, 2
    cpuid

    执行完CPUID指令后，高速缓存描述符和TLB(Translation Lookable Buffer)特性将在EAX、EBX、ECX和EDX中返回，每个寄存器中的4个字节分别表示4个描述符，描述符中不同的值表示不同的含义（后面有定义），其中EAX中的最低8位（AL）的值表示要得到完整的高速缓存的信息，需要执行EAX=2的CPUID指令的次数（一般都为1，在我这里的数台机器里，还没有为2的），同时，寄存器的最高位（bit 31）为0，表示该寄存器中的描述符是有效的，下面是描述符值的定义（资料来源与Intel）：

    Value   Cache or TLB Descriptor Description

    Intel有一个超过100页的文档，专门介绍cpuid这条指令，可见这条指令涉及内容的丰富。

    记得去年的时候，曾经有个“英布之剑”问过我这条指令，当时并没有给出一个满意的回答，现在放假，想起来，把资料整理了一下。很久以前确实用过这条指令，其实指令本身并没有什么难的，关键是看你有没有耐心研读完繁琐的资料，当然还得对CPU有一定的了解，如果“英布之剑”看到这篇文章，而且仍然需要更详细的资料，可以给我一个联系方式，或者相互之间可以交流一下。

    cpuid就是一条读取CPU各种信息的一条指令，大概是从80486的某个版本开始就存在了。似乎是

    近日从以前的书籍里找到了一张以前记录的笔记，发现了一些早已被我淡忘的关于早期CPU的细节，或者永远也用不上了，但还是决定记录下来，或者......

• 以前的8086/8088 CPU上的一个小BUG
      我们都知道，SP寄存器是堆栈的指针，当我们执行一条push（在8086/8088上）指令后，SP寄存器的值会自动减2，可是有没有想过，如果我们执行push sp这条指令的话，应该是先把SP - 2再压入堆栈，还是把SP压入堆栈，再把SP - 2呢？大家可以在你现在的机器上试试，当然应该是先把SP压入堆栈，再把SP - 2喽。
      可以在以前的8086/8088上偏偏就出现了这么个BUG，执行push

    在80x86的CPU里，描述符的概念实在是太重要了。

    在实模式下，大家都知道物理地址是由段地址和偏移地址两部分组成，其公式如下：

    物理地址 = 段地址 × 16 + 偏移地址

    或者：物理地址 = 段地址 << 4 + 偏移地址

    其结果都是一样的，由于段地址和偏移地址的长度都是16位，所以这种方式能够表达的最大地址为：ffff:ffffH，也就是10ffefH，大致是1088KBytes，有由于8086CPU的地址线只有20位，所以在8086上实际的寻址能力仅为1024KBytes，在80286和80386CPU上，通过A20的使用，可以实际寻址到1088KBytes，这个问题在《关于A20 gate》的文章中有过介绍。