进入保护模式（三）——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记17

（十）保护模式下的栈

76         ;以下用简单的示例来帮助阐述32位保护模式下的堆栈操作 
77         mov cx,00000000000_11_000B         ;加载堆栈段选择子
78         mov ss,cx
79         mov esp,0x7c00

第77~79行用来初始保护模式下的栈。栈段描述符是GDT中第3个（从0开始数）描述符，这个描述符的线性基地址是0x0000_0000，段界限是0x0000_7a00，粒度是字节，B=1，属于可读可写、向下扩展的数据段。

我在博文数据段描述符和代码段描述符（一）——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记10中已经说过，

对于向上扩展的段（E=0），逻辑地址中的偏移值范围可以从0到（界限值*粒度）；

对于向下扩展的段（E=1），逻辑地址中的偏移范围可以从（界限值*粒度）到0xFFFF（当B=0时）或者0xFFFF_FFFF（当B=1时）。

所以，对于描述符中的栈段，偏移范围是0x0000_7a00~0xffff_ffff. 仔细琢磨一下，这和我们的想法不是那么一致，因为代码79行，令ESP的初值是0x7c00，也就是说，我们本打算定义一个偏移范围是0x0000_7a00~0x0000_7c00的栈段。

因为线性基地址是0x0000_0000，也就是说描述符定义的栈段，实际可以访问的物理空间是0x0000_7a00~0xffff_ffff，但是我们却希望这个栈可以访问的物理空间是0x0000_7a00~0x0000_7c00。示意图（根据原书的图11-14改编而成）如下图所示。虽然这个栈不完美，但是不用担心，我们会在后面的学习中用更好的方法来创建栈。

（十一）验证32位下的栈操作

隐式的栈操作（如push、pop、call、ret、iret等）涉及两个段，一个是指令所在的代码段，一个是栈段。之前的博文我们说过，对于可执行代码段，

D=1：默认是32位地址和32位或8位的操作数

D=0：默认是16位地址和16位或8位的操作数

注意：指令前缀0x66可以用来选择非默认值的操作数大小；前缀0x67可以用来选择非默认值的地址大小

对于栈段，

B=1：栈指针使用ESP

B=0：栈指针使用SP

就本文的实验代码，其代码段描述符的D位是1，其栈段描述符的B位也是1. 所以，当进行隐式的栈操作时，默认是32位操作数（比如压栈的时候，压入的是双字），且用ESP进行操作。

所以，下面的代码就用来验证这个事实。

81         mov ebp,esp                        ;保存堆栈指针 
82         push byte '.'                      ;压入立即数（字节）
83         
84         sub ebp,4
85         cmp ebp,esp                        ;判断压入立即数时，ESP是否减4 
86         jnz ghalt                          
87         pop eax
88         mov [0x1e],al                      ;显示句点 
89      
90  ghalt:     
91         hlt                                ;已经禁止中断，将不会被唤醒

在阅读这段代码的时候，我多少有点怀疑：书上说的到底是不是真的？我想通过实践来检验：探究一下PUSH指令在16位模式和32位模式下的执行规律。经过一番折腾，终于有了结果。请参考我的博文  16位模式/32位模式下PUSH指令探究——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记16

第81行，复制esp的值给ebp；第82行，压入一个字节（byte关键字不能省略）；理论上，把ebp的值减去4后（第84行），应该和此时esp的值相等。为了证明这一点，第85行比较ebp和esp的值，如果不相等，就跳转到91行执行停机指令；如果相等，就把字符“.”显示在之前的字符串后面。

OK，第11章的内容已经学习完了。最后我们看一下代码的运行结果吧，结果就是在屏幕的左上角显示“Protect mode OK.”

(完）