linux-0.11学习笔记（一）——从加电到main执行前

1、关于linux-0.11从加电到main函数前

在加电后，计算机执行过的程序有bios、bootsect.s、setup.s和head.s，下面分析下各段程序都做了什么，到main函数执行前内存中是个什么状况，还需要做些什么，希望能有个总体的分析。

①　首先，开机加电后硬件从0xFFFF0处开始执行，也就是bios程序的入口，在bios 程序中bios在内存最开始的位置（即：0x00000）用1KB的内存空间（0x00000—0x003FF） 构建中断向量表（这是实模式下状态），并在紧挨着它的位置用256字节的内存空间构 建bios数据区（0x00400—0x004FF），在大约56KB后的位置（0x0E2CE）加载8KB左 右与中断向量表相关的中断服务程序（BIOS自身在0xFE000—0xFFFFF）。

②　然后在bios执行到加载系统时，由bios产生0x19中断，中断服务程序将第一扇区 bootsect加载进内存（在0X07C00处），然后bios中断服务程序执行完返回，貌似bootsect 得不到执行，我觉得可以这样设计，就是在中断服务程序执行完时通过跳转直接开始从 0X07C00处开始执行bootsect代码，bootsect将要开始内存规划。

③　bootsect上来先把自己复制到INITSEG（0x90000）起始位置，然后将ds、es、ss 等都设置为0x9000，设置栈指针sp为0xFF00，这样整个的在INITSEG起始的位置构 建了一个属于自己的王国，不过没有响应中断的能力，所以不能奈何bios，然后加载 setup.s和system模块，执行完后跳转到setup.s执行，但是我有个问题就是为什么不把bootsect.s和setup.s一起加载在0x07C00位置处呢，并且两段代码总共才5*512B，末地址在0x08600处，不会覆盖到bios的中断服务程序（0x0E2CE-0xFFFE），然后直接在0x90000处加载机器系统数据，在0x9FF00处建立栈顶，好像有点问题就是setup.s在移动system模块时会被覆盖，所以setup.s还是必须在0x90200处，这样设计才好

④　Setup的重要作用是开启32位保护模式，并建立保护模式下的一些要素，首先，趁 现在中断还是开着的加载机器系统数据到0x90000也就是原来的bootsect位置，一旦中 断关闭了就读不了了，读完之后开闭中断，马上要开启32位模式，开着中断会很麻烦 的，关中断后bios起不到什么作用了（bios所有的工作已经全部做完了），然后就直接 把bios占用的那段内存给覆盖了，然后开启A20地址建立GDT和IDT，总之，setup 主要目的就是建立32位保护模式，让head.s得以执行，因为head.s是32位下的汇编， 并且采用的是AT&T汇编，调用jmpi 0,8进入head.s执行，注意到head.s与前面两段程序不同的是，它采用的是AT&T（他下面有个贝尔实验室，而UNIX正是贝尔实验室搞出来的）汇编，所有我猜测head.s及c语言内嵌的汇编都是采用AT&T汇编格式，正是为了与UNIX兼容，因为linux也是原因minix兼容UNIX，这样做也可以使用UNIX下面的一些软件

⑤　head.s代码量为25KB+184B，head.s上来就把几个段选择子置为0x10，给各段指 定段基址和段限长，并且基地址都在0x00000处，然后开始加载栈

lss _stack_start,%esp //这里stack_start结构体在sched.c中定义包括long *a和short b，分别是&user_stack[PAGE_SIZE>>2](user_stack数据结构的最末位置指针)和0x10，这条指令将指针*a赋给esp（即栈顶指针为&user_stack[PAGE_SIZE>>2]），将b赋值给ss（即段选择子为0x10），栈加载完后开始加载IDT和GDT（这里的GDT和IDT为兼容16M内存特意改了的）setup_idt:lea ignore_int,%edx  //将ignore_int (系统中断服务函数，在系统出错的时候调用，里面还调用了个printk函数，看来是要panic的)的有效地址（偏移值0x00005428）写入edx 寄存器movl $0x00080000,%eax  //将选择符0x0008 置入eax 的高16 位中。movw %dx,%ax /* selector = 0x0008 = cs *///偏移值的低16 位置入eax 的低16 位中。此时eax 含有//门描述符低4 字节的值。movw $0x8E00,%dx  /* interrupt gate - dpl=0, present *///此时edx 含有门描述符高4 字节的值。lea _idt,%edi  //将中断描述符表地址传给edi，idt在head.h中定义，typedef struct desc_struct {//描述符结构体，长度8个字节，unsigned long a,b;} desc_table[256];extern unsigned long pg_dir[1024];extern desc_table idt,gdt;//256*8B（2KB）大小的描述符表，但是我不知道他是怎么控制idt首地址在0x054b8的，反正在msp430中全局变量的起始地址始终是在0x200处，并且全局变量的先后顺序会因为变量类型不同而不同，同时，全局变量值也会在0x1100处依次存放，即使程序中改变全局变量的值这里的值始终不变（猜测用于全局变量初始化），在编译时编译器会自动增加cstart_init_copy函数将全局变量地址拷贝到寄存器中mov $256,%ecxrp_sidt:movl %eax,(%edi) //循环256次，依次将中断门描述符存入表中。movl %edx,4(%edi)addl $8,%edi //edi 指向表中下一项。dec %ecxjne rp_sidtlidt idt_descr  //加载中断描述符表寄存器值。ret