用NASM的宏定义自动生成x86的段描述符
文/jorge
学习操作系统的时候难点多多，不用说谁都有体会。本人曾遇到的一个超级入门级的不大不小的难题，是陷入了冥思苦想，想那些达人们究竟是怎么记住的那该死的段描述符格式，并手到擒来的一个个DB(DW,DD)到程序中的。是啊，看着书，拿着计算器，努力把基址界限值和一大堆让人头痛的属性揉和在一起形成梦幻般的八个字节，真的好有成就感的。写到程序里，还要小心地在旁边写上注释（多少缺德的人把这个省了哈！），写这八个字节究竟怎么光荣诞生的，还要努力检查这宝贝的64位到底是不是像自己期望的那样工作。要是程序需要修改的话，那就完了，再从头组合一遍吧，不要着急，慢慢来……
本人一直天真地想是不是那些达人其实有更简单的方法，然而看了N多人，包括Linus Torvalds本人写的代码之后，这个希望逐渐走向了破灭。原来达人也是人啊，大家都都一样的泪一样的痛。真就没办法了么？——在本人就要放弃希望的时候，在一个漆黑的夜晚，忽然咔嚓一声，看见了一点亮光，那就是传说中的NASM的宏定义。
不得不说NASM是个让我喜欢得想亲两口的工具，让我看第一眼就爱到了骨头缝里。它伴着我从我写的第一个Hello, world的Bootloader一直走到现在。一直想，要是Linus也用NASM就好了，那么Linux中的汇编代码不知要比晦涩的gas易懂多少。言归正题，这次真正帮到我的是以下一些东西：
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;宏descriptor有三个参数，第一个是段描述符的基地址，第二个是界限值，第三个是属性
%macro descriptor 3
dw (%2) & 0ffffh ;界限值0-15位
dw (%1) & 0ffffh ;基地址0-15位
db ((%1) >> 16) & 0ffh ;基地址16-23位
dw (((%2) >> 8) & 0f00h) | (%3) ;界限值16-19位，和段属性
dw ((%1) >> 24) & 0ffh ;基地址24-31位
%endmacro
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看出一点门路了吗，利用位运算，将常量拆分组合到适当的位置。这样你只需要给出一个基地址和界限值，就可以自动生成一个完美的段描述符了！比如：
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descriptor 12345678h, 90abch, <属性> ;段基地址12345678h, 界限值90abch
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且慢，那属性怎么办，莫非还要挨个位凑出一个数？……都提示到这了，还想不出来么？
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;前缀SA_表示Segment Attribute
SA_BYTES equ 0 << 15 ;段粒度：字节
SA_PAGES equ 1 << 15 ;段粒度：页
SA_16BIT equ 0 << 14 ;16位段
SA_32BIT equ 1 << 14 ;32位段
SA_ABSENT equ 0 << 7 ;不存在
SA_PRESENT equ 1 << 7 ;存在
SA_DPL_0 equ 0 << 5 ;段特权级0-3
SA_DPL_1 equ 1 << 5
SA_DPL_2 equ 2 << 5
SA_DPL_3 equ 3 << 5
SA_SYSTEM equ 0 << 4 ;系统段
SA_STORAGE equ 1 << 4 ;存储段
SA_DATA equ 0 << 3 ;数据段
SA_CODE equ 1 << 3 ;代码段
SA_CONFORM equ 1 << 2 ;一致代码段
SA_STACK equ 1 << 2 ;堆栈段
SA_READ equ 1 << 1 ;可读
SA_WRITE equ 1 << 1 ;可写
SA_UNACCESSED equ 0 << 0 ;访问过
SA_ACCESSED equ 1 << 0 ;未访问过
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用一些符号常量代表了每个属性位，这样，只要用'|'运算符将你需要的属性相应的符号常量连接起来，就可以构成你要的整个段属性集了。比如：
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descriptor 12345678h, 90abch, SA_PAGES | SA_32BIT | PRESENT | SA_DPL_0 | SA_STORAGE | SA_CODE
;段基地址12345678h, 界限值90abch，粒度为页，32位，存在，特权级0，存储段，代码段
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这看起来还是有些繁琐，但只要稍加改进，再定义一些符号常量来表示一些常用的属性组合即可。这里只举了普通段描述符的例子，至于其他如门描述符、页目录项和页表项，相信可以举一反三。将以上宏定义代码放在一个头文件里，只要用到这些的程序，就包含这个头文件。想想，GDT/LDT/IDT不再是那种可怕的一组组db，dw，dd，……，而是整齐的一行行描述，几乎不用注释就可以望文知义，那感觉叫一个好。
希望本文能给适当的人带来适当的收获，我的信箱：euth@163.com，本文出自jorge的个人Blog：http://blog.csdn.net/jorge
p.s. 网络果然传播信息迅速，才发一篇文章不几天就可以搜到一百度的转载了，而且没几个注明出处。感觉幸亏在开头注上了“文/jorge”，否则……提醒转载的各位，做淫要厚道，附加个出处真的有损你神圣的个人利益么？
