Question 1:
User-level ISA 是用戶態(tài)的 application 可以直接調(diào)用的指令集。
System-level ISA 是 application 必須通過系統(tǒng)調(diào)用來執(zhí)行的指令集铡恕。
Question 2：
內(nèi)存尋址模式有 Real Mode 和 Protected Mode琢感。
Real Mode，訪存尋址用 Segment:Offset 的方法探熔。寄存器 16-bit驹针，總線 20-bit。 實際編程時用段寄存器來指定 segment诀艰。
Protected Mode柬甥，由于為了考慮向前兼容性，段寄存器仍然使用 16-bit其垄，但段描述符已經(jīng)成了64-bit苛蒲，所以引入了GDT，用段寄存器的值尋址 GDT绿满，GDT存放著段描述符臂外。
Question 3：
- BIOS 把磁盤第一個扇區(qū)中的啟動代碼讀到物理地址 0x7c00 處，初始化 cs = 0棒口，ip = 7c00寄月，以 real mode 開始執(zhí)行
- 關(guān)閉中斷辜膝，將 ds无牵、es、ss幾個段寄存器的值初始化為0.
- 打開 A20gate
- 將 GDT 的 bass 和 limit 到 GDTR
- 將 CR0 中的 PE 位置成 1厂抖，從 real mode 切換到 protected mode
- 通過 ljmp 將 cs 設(shè)為 8茎毁，同時修改 PC
- 調(diào)用 boot main 函數(shù)讀取 kernel 的 elf 文件，啟動 kernel
What is the usage of "ljmp $(SEG_KCODE<<3), $start32"?
修改 cs 寄存器忱辅，同時修改 PCWhat is the A20 problem?
在8086/8088中七蜘，只有20根地址總線，所以可以訪問的地址是2^20=1M墙懂，但由于8086/8088是16位地址模式橡卤，能夠表示的地址范圍是0-64K，所以為了在8086/8088下能夠訪問1M內(nèi)存损搬，Intel采取了分段的模式：16位段基地址:16位偏移碧库。其絕對地址計算方法為：16位基地址左移4位+16位偏移=20位地址柜与。
到了80286，系統(tǒng)的地址總線發(fā)展為24根嵌灰，這樣能夠訪問的內(nèi)存可以達(dá)到2^24=16M弄匕。Intel在設(shè)計80286時提出的目標(biāo)是，在實模式下沽瞭，系統(tǒng)所表現(xiàn)的行為應(yīng)該和8086/8088所表現(xiàn)的完全一樣迁匠，也就是說，在實模式下驹溃，80286以及后續(xù)系列城丧，應(yīng)該和8086/8088完全兼容。但最終吠架，80286芯片卻存在一個BUG：如果程序員訪問100000H-10FFEFH之間的內(nèi)存芙贫，系統(tǒng)將實際訪問這塊內(nèi)存，而不是象過去一樣重新從0開始傍药。
為了解決上述問題磺平，IBM使用鍵盤控制器上剩余的一些輸出線來管理第21根地址線（從0開始數(shù)是第20根），被稱為A20 Gate：如果A20
Gate被打開拐辽，則當(dāng)程序員給出100000H-10FFEFH之間的地址的時候拣挪，系統(tǒng)將真正訪問這塊內(nèi)存區(qū)域；如果A20
Gate被禁止俱诸，則當(dāng)程序員給出100000H-10FFEFH之間的地址的時候菠劝，系統(tǒng)仍然使用8086/8088的方式。絕大多數(shù)IBM PC兼容機默認(rèn)的A20
Gate是被禁止的睁搭。由于在當(dāng)時沒有更好的方法來解決這個問題赶诊，所以IBM使用了鍵盤控制器來操作A20 Gate，但這只是一種黑客行為园骆，畢竟A20
Gate和鍵盤操作沒有任何關(guān)系舔痪。在許多新型PC上存在著一種通過芯片來直接控制A20 Gate的BIOS功能。從性能上锌唾，這種方法比通過鍵盤控制器來控制A20
Gate要稍微高一點锄码。
因此在實模式下，gate關(guān)閉時晌涕，無法訪問1M以上內(nèi)存地址滋捶；gate打開的時候，可以訪問到1M以上內(nèi)存地址余黎。而在保護(hù)模式下重窟，gate關(guān)閉時，用戶只能訪問0-1M惧财，2-3M……的地址巡扇；gate開啟時炒考，可以訪問全地址。
