从linux0.11学习linux内核设计之模式转换：实模式-保护模式（1）

来源：互联网发布：linux samba rpm 下载编辑：程序博客网时间：2024/05/22 09:48

作者：朱克锋

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在上篇文章中bootsec已经把所有程序都加载到计算机的内存中的一定位置，下面接着上篇文章的结尾

jmpi 0,SETUPSEG开始要进入setup程序开始执行。

看一下这行代码：

jmpi 0,SETUPSEG

这行代码的作用就是跳转到SETUPSEG出开始执行，就是setup程序加载的位置，OK，此时setup接着bootsec开始继续执行.

在setup开始执行做的第一件事就是读取计算机系统数据，具体代码如下：

entry start

start:

! ok, the read went well so we get current cursor position and save it for

! posterity.

mov ax,#INITSEG ! this is done in bootsect already, but...

mov ds,ax

mov ah,#0x03 ! read cursor pos

xor bh,bh

int 0x10 ! save it in known place, con_init fetches

mov [0],dx ! it from 0x90000.

! Get memory size (extended mem, kB)

mov ah,#0x88

int 0x15

mov [2],ax

! Get video-card data:

mov ah,#0x0f

int 0x10

mov [4],bx ! bh = display page

mov [6],ax ! al = video mode, ah = window width

! check for EGA/VGA and some config parameters

mov ah,#0x12

mov bl,#0x10

int 0x10

mov [8],ax

mov [10],bx

mov [12],cx

! Get hd0 data

mov ax,#0x0000

mov ds,ax

lds si,[4*0x41]

mov ax,#INITSEG

mov es,ax

mov di,#0x0080

mov cx,#0x10

rep

movsb

! Get hd1 data

mov ax,#0x0000

mov ds,ax

lds si,[4*0x46]

mov ax,#INITSEG

mov es,ax

mov di,#0x0090

mov cx,#0x10

rep

movsb

! Check that there IS a hd1 :-)

mov ax,#0x01500

mov dl,#0x81

int 0x13

jc no_disk1

cmp ah,#3

je is_disk1

no_disk1:

mov ax,#INITSEG

mov es,ax

mov di,#0x0090

mov cx,#0x10

mov ax,#0x00

rep

stosb

is_disk1:

从代码中可以看到读取的数据覆盖了bootsec的程序！！！！对头，bootsec已经使用完了，使命已经完成，留着无用，干掉吧，呵呵呵，过河拆桥啊，不过正是这种过河拆桥的做法合理的利用了计算机的内存，bootsec所占的内存位512字节，读取的机器系统数据占510字节，仅仅只有2个字节没有被覆盖！！！利用率非常之高。

接下来就是见证历史的时刻了：系统将由实模式转换到保护模式！现代操作系统由此产生！

读取机器系统数据之后紧接着就是：

cli

可不要小看了这个mini代码，他的作用就是关闭中断，从此时开始无论系统是否产生中断，系统都不会响应此中断，直到后来的main函数打开中断，不过那时系统响应的不再是BIOS的中断了，而是由系统自己提供的了。

在setup中，关闭中断之后就是把system从开始的SYSSEG移到0x00000处，代码如下：

do_move:

mov es,ax ! destination segment

add ax,#0x1000

cmp ax,#0x9000

jz end_move

mov ds,ax ! source segment

sub di,di

sub si,si

mov cx,#0x8000

rep

movsw

jmp do_move

在0x00000处原来存放的是BIOS的一些东西，中断向量表，数据等等，这样的移动和前面一样，原来的数据全被新数据覆盖了。

紧接着setup执行如下代码：

end_move:

mov ax,#SETUPSEG ! right, forgot this at first. didn't work :-)

mov ds,ax

lidt idt_48 ! load idt with 0,0

lgdt gdt_48 ! load gdt with whatever appropriate

。。。。。

gdt:

.word 0,0,0,0 ! dummy

.word 0x07FF ! 8Mb - limit=2047 (2048*4096=8Mb)

.word 0x0000 ! base address=0

.word 0x9A00 ! code read/exec

.word 0x00C0 ! granularity=4096, 386

.word 0x07FF ! 8Mb - limit=2047 (2048*4096=8Mb)

.word 0x0000 ! base address=0

.word 0x9200 ! data read/write

.word 0x00C0 ! granularity=4096, 386

idt_48:

.word 0 ! idt limit=0

.word 0,0 ! idt base=0L

gdt_48:

.word 0x800 ! gdt limit=2048, 256 GDT entries

.word 512+gdt,0x9 ! gdt base = 0X9xxxx

这段代码的作用就是setup利用自己的数据信息对中断描述符表寄存器IDTR和全局描述符表寄存器GDTR进行初始化。

初始化中断描述符表寄存器IDTR和全局描述符表寄存器GDTR之后执行到这里：

! that was painless, now we enable A20

call empty_8042

mov al,#0xD1 ! command write

out #0x64,al

call empty_8042

mov al,#0xDF ! A20 on

out #0x60,al

call empty_8042

打开A20！！！！

前面说过实模式的中断机制已经被关闭和破坏，但是又不能没有中断机制，所以要为保护模式下建立中断机制，在setup中将对可编程的终端控制器进行重新编程，代码如下：

moval,#0x11 ! initialization sequence

out #0x20,al ! send it to 8259A-1

.word 0x00eb,0x00eb ! jmp $+2, jmp $+2

out #0xA0,al ! and to 8259A-2

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0x20 ! start of hardware int's (0x20)

out #0x21,al

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0x28 ! start of hardware int's 2 (0x28)

out #0xA1,al

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0x04 ! 8259-1 is master

out #0x21,al

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0x02 ! 8259-2 is slave

out #0xA1,al

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0x01 ! 8086 mode for both

out #0x21,al

.word 0x00eb,0x00eb

out #0xA1,al

.word 0x00eb,0x00eb

mov al,#0xFF ! mask off all interrupts for now

out #0x21,al

.word 0x00eb,0x00eb

out #0xA1,al

搞定这些之后，即进入以下代码：

mov ax,#0x0001 ! protected mode (PE) bit

lmsw ax ! This is it!

jmpi 0,8 ! jmp offset 0 of segment 8 (cs)

注意这行代码：

jmpi 0,8

这里就跳到head程序了。

到此呢，setup程序执行完毕，后面就由head继续来完成。

在下一篇文章中我将继续head程序分析、学习linux。加油