计算机系统结构与操作系统实验三（2）-进入保护模式

**计算机系统结构与操作系统实验三（2）**

**进入保护模式**

在前面的实验中，我们已经了解了保护模式的基本概念和特点。现在，我们将重点讨论如何进入保护模式。

###1. 为什么需要进入保护模式？

在保护模式下，CPU可以直接访问物理内存，而不再受虚拟地址空间的限制。这使得操作系统能够更高效地管理内存资源，并且可以实现多任务处理和保护用户程序的安全性。

###2. 如何进入保护模式？

进入保护模式需要通过特定的指令来完成。下面是进入保护模式的基本步骤：

1. **设置CR0寄存器**：首先，我们需要设置CR0寄存器中的PE（Protection Enable）位，这个位决定了CPU是否处于保护模式。如果该位为1，则表示CPU已经进入保护模式。
2. **切换到保护模式**：一旦CR0寄存器的PE位被设置为1，CPU就会自动切换到保护模式。

###3. 实现进入保护模式的代码示例下面是使用汇编语言实现进入保护模式的代码示例：

assembly; 设置CR0寄存器中的PE位mov eax, cr0or eax,1 << 16 ; PE位为1表示CPU处于保护模式mov cr0, eax; 切换到保护模式jmp $-2 ; 跳转到当前指令的前两条指令，实现进入保护模式

###4. 为什么需要使用jmp指令？

在上面的代码示例中，我们使用了jmp指令来跳转到当前指令的前两条指令。这个做法看起来有些奇怪，但实际上这是为了实现进入保护模式所需的。

当我们设置CR0寄存器中的PE位后，CPU会自动切换到保护模式。但是，这个切换过程需要一些时间来完成。在这段时间内，如果CPU仍然处于实模式下，那么它可能会执行当前指令的前两条指令。因此，我们使用jmp指令来跳转到当前指令的前两条指令，确保在切换到保护模式之前，CPU已经处于保护模式。

###5. 总结进入保护模式是一个复杂的过程，它需要设置CR0寄存器中的PE位和使用jmp指令来实现。通过理解这些步骤，我们可以更好地掌握计算机系统结构与操作系统的基本概念，并且能够在实际应用中灵活运用它们。

**参考资料**

* 《计算机系统结构与操作系统》第3版* 《汇编语言程序设计》第2版