linux-0.11分析：boot文件 setup.s 第二篇随笔

阅读原文时间：2023年07月09日阅读：1

boot文件 setup.s 第二篇随笔

参考 [github这个博主的][ https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk ]

中断获取光标的位置，和从磁盘读取一些东西

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... INITSEG = 0x9000
    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.

读取光标的位置在dx中，dh(高8位)存储的是行号，dl(第8位)存储的是列号.

然后把dx存入偏移地址为[0]，段地址为0x9000中：0x9000:0x0000

获取一些其他信息，内存大小、显卡位置、一些配置参数存入到内存中
```
; 获取内存大小（扩展内存，kB）
    mov ah,#0x88
    int 0x15
    mov [2],ax

; 获取显示卡数据:
    mov ah,#0x0f
    int 0x10
    mov [4],bx      ; bh = 显示页面
    mov [6],ax      ; al = 显示模式模式，ah=窗口宽度

; 检查EGA/VGA和一些配置参数
    mov ah,#0x12
    mov bl,#0x10
    int 0x10
    mov [8],ax
    mov [10],bx
    mov [12],cx
```
- int 0x15中断获取一些内存信息，存储到0x9000:0x0002中，也就是0x90002
- int 0x10中断获取其他信息，显示页面存储到0x9000:0x0004中，也就是0x90004；显示模式和窗口宽度在ax中，然存储到0x9000:0x0006中，也就是0x90006，al = 显示模式模式，ah = 窗口宽度
- int 0x10中断获取一些配置参数的信息，分别存储到0x90008，0x9000A，0x9000C中

接下来又是利用：rep movsb 复制字节来读取硬盘信息

; Get hd0（硬盘） 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（硬盘） 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


lds si，[4*0x41] ;也就是把这个地址的低位给si

hd0是从 es:si = ds:di 读取16个字节：也就是从

0x0000:0x0004 ==> 0x9000:0x0080

hd0是从 es:si = ds:di 读取16个字节：也就是从

0x0000:0x0018 ==> 0x9000:0x0090

setup经过上面的操作：

地址

字节

存储的东西

0x90000

光标列号

0x90001

光标行号

0x90002

内存大小

0x90004

显示页面

0x90006

模式模式

0x90007

窗口宽度

0x90008

配置参数

0x9000A

配置参数

0x9000C

配置参数

0x90080

hd0硬盘信息

0x90010

hd1硬盘信息

接下来这一段不是很重要在判断hd1是否存在信息

; 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:            ;没有就再移动一次
    mov ax,#INITSEG ;INITSEG=0x9000
    mov es,ax
    mov di,#0x0090
    mov cx,#0x10
    mov ax,#0x00
    rep
    stosb

存储完毕就转到保护模式并且结束中断

is_disk1:
; 现在我们要转到保护模式 ...
    cli         ; 不允许中断

接下下来又是一段内存数据的复制操作：

mov    ax,#0x0000
    cld         ; 'direction'=0, movs moves forward
do_move:
    mov es,ax       ; destination segment   es = 0x0000
    add ax,#0x1000
    cmp ax,#0x9000      ;控制循环8次
    jz  end_move
    mov ds,ax       ; source segment        ds = 0x1000
    sub di,di
    sub si,si
    mov cx,#0x8000  ;每次移动 0x8000次
    rep
    movsw           ;一次移动 2个字节
    jmp do_move
cmp ax,#0x9000
jz  end_move    ;当ax为等于0x9000时就跳转，一直循环移动的8个来回，正好可以跳转</code></pre>
这里也是 es:si = ds:di :
0x10000开始的0x80000个字节移动到  ==>  0x00000开始位置后面的80000个字节
0x10000-0x90000   ==>  0x00000-0x80000

经过上面这一段存储信息，移动内存等等操作现在重新看看内存表




接下来就是从实模式到保护模式的操作了
end_move:                ;这也就是上面复制系统代码结束后来到的地方
    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

......

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
实模式和保护模式第一个区别就是寻址方式的改变，
在实模式下是 段地址:偏移地址
在保护模式下：

ds 寄存器里存储的值，在实模式下叫做段基址，在保护模式下叫段选择子 ； 段选择子里存储着段描述符的索引

通过段描述符索引，可以从全局描述符表 GDT 中找到一个段描述符，段描述符里存储着段基址。

段基址取出来，再和偏移地址相加，就得到了物理地址，整个过程如下。
段基址：也就是段描述符基地址
然后经过下面的操作：就可以得到物理地址

GDT 表在哪，在内存中:
lgdt    gdt_48     ;通过这条指令来存储这个表的
看看 gdt_48这个表:
gdt_48:
    .word   0x800       ; gdt limit=2048, 256 GDT entries
    .word   512+gdt,0x9 ; gdt base = 0X9xxxx
**gdt **的内存地址：0x90200 + gdt
这就是gdt存储的数据，页数这个表
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</code></pre>
最终的内存结构：( idtr 寄存器 == > 中断描述符表 )

接下来这段代码就是打开20A的地址总线
call    empty_8042
mov    al,#0xD1        ; command write
out    #0x64,al
call    empty_8042
mov    al,#0xDF        ; A20 on
out    #0x60,al
也就是当CUP升级到了32位时，由于物理地址总线还是20位的，所以只能使用20位的寻址方式，使用需要手动打开20位的地址总线
接下来这段代码不是很重要
; 嗯，我希望一切顺利。现在我们必须重新编程中断：
; 我们把它们放在intel保留硬件中断之后
; int 0x20-0x2F。在那里，他们不会搞砸任何事情。可悲的是，IBM真的
; 把这件事和原来的电脑搞砸了，他们还没能做到
; 事后纠正。因此，bios在0x08-0x0f处设置中断，
; 它也用于内部硬件中断。我们只是
; 必须重新编程8259，这一点都不有趣。

mov    al,#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
不是很重要，这是之后中断信息表
PIC 请求号
中断号
用途
IRQ0
0x20
时钟中断
IRQ1
0x21
键盘中断
IRQ2
0x22
接连从芯片
IRQ3
0x23
串口2
IRQ4
0x24
串口1
IRQ5
0x25
并口2
IRQ6
0x26
软盘驱动器
IRQ7
0x27
并口1
IRQ8
0x28
实时钟中断
IRQ9
0x29
保留
IRQ10
0x2a
保留
IRQ11
0x2b
保留
IRQ12
0x2c
鼠标中断
IRQ13
0x2d
数学协处理器
IRQ14
0x2e
硬盘中断
IRQ15
0x2f
保留
下面是从实模式切换到保护模式的最后步骤
mov    ax,#0x0001  ; 保护模式（PE）位
lmsw    ax      ; This is it;
jmpi    0,8     ; 第8段（cs）的jmp偏移0
前两行，将 cr0 这个寄存器的位 0 置 1，模式就从实模式切换到保护模式了。

jmpi 0,8 就是把段寄存器和偏移地址改变，在保护模式下的寻址方式变了
然后在最后的 计算下 最后执行的位置为0x00000处
这个位置就是最后操作系统的System代码在内存中的位置
System这段代码的文件就是通过Makefile这个执行把head.s和main.c以及其他的文件整合起来一起导入，接下就看看head.s代码把