리얼 모드(Real Mode)에서 64비트 모드(IA-32e Mode의 64bit Sub Mode)로 바로 전환하는 방법~!!

Intel Architecture Manual을 보면 아래와 같은 Operating Mode Diagram이 있습니다. 각 Mode에 따라서 어떤 Mode로 전환할 수 있으며 이때 필요한 Register 설정은 무엇인지를 나타내는 그림이지요. ;)
 

이 그림을 자세히보면 리얼 모드에서는  IA-32e 모드로 전환할 수 있는 방법이 없습니다. 전환 하려면 보호 모드를 거쳐서 전환해야 하지요. 실제로 Intel Architecture Manual Volume 3A의 9.8.5를 봐도 "The operating system must be in protected mode with paging enabled before attempting to initialize IA-32e mode"로 보호 모드를 거쳐야 한다고 나와있습니다.

그런데~!!! 지나다가님의 제보로 리얼 모드에서 바로 IA-32e 모드로 전환할 수 있는 방법을 알게되었습니다. 물론 제조사 Manual에 나와있지 않은 내용이라, 팁 정도로 봐야겠지만 상당히 흥미로운 내용이라 한번 올려봅니다.

원본의 내용은 http://forum.osdev.org/viewtopic.php?f=1&t=11093&start=0 에서 보실 수 있으며, IA-32e 모드로 변경하려면 실제로 아래와 같이 7가지의 단계를 거쳐야합니다.

    1) Build paging structures (PML4, PDPT, PD and PTs)

    2) Enable PAE in CR4

    3) Set CR3 so it points to the PML4

    4) Enable long mode in the EFER MSR

    5) Enable paging and protected mode at the same time (activate long mode)

    6) Load a GDT

    7) Do a "far jump" to some 64 bit code 

 

위의 단계 중에서 6번은 리얼 모드에서 보호 모드로 전환하는 단계에서 하고, 나머지 6 가지는 보호 모드에서 수행하여 IA-32e 모드의 64비트 서브 모드로 전환합니다. But~!!! 리얼 모드에서 위의 7단계를 모두 수행해서 한번에 IA-32e 모드로 전환하는게 바로 Magic의 정체입니다. @0@)-b

과연 동작할까 싶지만, 실제로 동작하더군요. ㅎㄷㄷ 실제로 동작하는 코드는 http://bcos.hopto.org/temp/init.html에서 보실 수 있으며, 지나가다님이 작성하신 http://jsandroidapp.cafe24.com/xe/1936 에서도 보실 수 있습니다. ^^

정말 깜짝 놀랄 일이군요. ㅎㅎ 어떻게 이런 방법을 찾았는지... ㅎㅎ 세상에는 별별 사람들이 다 있는 것 같습니다. >ㅁ<)-b