需要了解Linux0.11-的啟動(dòng)引導(dǎo)過(guò)程

啟動(dòng)搬遷過(guò)程：

1、BIOS將磁盤引導(dǎo)塊程序bootsect讀入到內(nèi)存0x7c00，開(kāi)始執(zhí)行指令；
2、bootsect將自己搬遷到內(nèi)存0x90000，跳到該段中的自己的下一條指令執(zhí)行；
3、bootsect將設(shè)備檢測(cè)安裝程序setup讀入到0x90200；
4、bootsect將內(nèi)核映像system讀入到0x10000，跳到setup頭部0x90200執(zhí)行指令；
5、setup獲取系統(tǒng)參數(shù)，依次保存在0x90000；
6、setup將system從0x10000搬遷到0x0000；
7、setup設(shè)置硬件寄存器和CPU狀態(tài)字寄存器，進(jìn)入32位保護(hù)模式，跳到system頭部0x0000執(zhí)行指令。
8、開(kāi)始執(zhí)行內(nèi)核映像中的指令。
9、內(nèi)核映像首部的指令（head.s）設(shè)置各個(gè)寄存器，加載中斷描述符表、全局描述符表，檢測(cè)芯片，
對(duì)16M內(nèi)存進(jìn)行分頁(yè)。
10、執(zhí)行main程序。

閱讀三個(gè)匯編程序和注釋，很快就能了解到啟動(dòng)引導(dǎo)程序在進(jìn)入main函數(shù)前作了這些事情。
為什么要這樣搬遷和執(zhí)行呢？
簡(jiǎn)單地講，內(nèi)核啟動(dòng)搬遷過(guò)程是：bios裝載運(yùn)行bootsect，bootsect裝載setup、system，運(yùn)行setup搬遷system。bios的行為是已經(jīng)固定寫好燒在主板上bios芯片里的了。不是linus所控制的，也不是操作系統(tǒng)的范疇了。bios應(yīng)該是和硬件架構(gòu)緊密相關(guān)的。所以為什么bios將bootsect讀到0x7c00這么
個(gè)怪地址，也沒(méi)有其它的好講了————對(duì)架構(gòu)我不懂。:(

?????? 在加載bootsect之前，bios從0地址開(kāi)始加載了中斷向量表————這個(gè)是我們的匯編代碼中可以使用bios中斷功能的基礎(chǔ)。是在實(shí)模式中我們的原始武器和工具。按照一個(gè)中斷向量占四個(gè)字節(jié)，7c00前面如果都是中斷向量表的話，這里應(yīng)該有7c00/4 = 7936個(gè)中斷向量了。應(yīng)該沒(méi)有這么多吧？ 可能是有空余空間供擴(kuò)展？ 不得而知。
?????? bootsect自己搬遷自己的行為，我沒(méi)有找到充分的理由。
setup被裝載到0x90200，system被裝載到0x10000,這些都沒(méi)有覆蓋到0x7c00＋512的空間，也就不會(huì)造成自己裝載的咚咚覆蓋了自己的指令代碼的危險(xiǎn)。而這個(gè)bootsect的512字節(jié)大小，至今也沒(méi)有變化，也不應(yīng)該是為后續(xù)擴(kuò)展所保留的。從Linus講setup直接load到0x90200可以看出，這個(gè)512字節(jié)也應(yīng)該是不會(huì)變大的————由于bootsect是由bios裝載的，變大了說(shuō)明bios的代碼和行為都變化了，這個(gè)是不現(xiàn)實(shí)的。所以我能解釋的理由就是：linus覺(jué)得bios加載的地方不爽，所以特意把它挪到0x90000和setup放在一起。如果你知道這個(gè)bootsect搬遷的理由，請(qǐng)不吝告訴我

關(guān)于setup
setup被bootsect裝載到了0x90200，bootsect執(zhí)行完之后就執(zhí)行了setup代碼。setup被裝載到0x90200，而不是其它的地方，應(yīng)該是由于system占用了0x10000～0x90000，而bootsect占用了0x90000～0x90200。由于0x7c00＋512地址以前的地方被bios占用了。因此setup可能的裝載的地方有：0x7c00＋512后面，或者0x90200后面。而在setup代碼的執(zhí)行過(guò)程中有一個(gè)動(dòng)作，將system從0x10000搬遷到0地址。這樣，由于預(yù)留的512K大小的system必然把0～0x80000的內(nèi)存都覆蓋了。也就是說(shuō)如果把setup裝載在0x7e00之后，則會(huì)發(fā)生自己的搬遷行為修改了自己的指令地址————這是不可以的。而且將setup裝載在0x7e00，則setup的大小受到限制，不能超過(guò)0x7e00到0x10000這塊地址。setup獲取的設(shè)備信息覆蓋了0x90000的bootsect的代碼。然后將system向0地址平移。這個(gè)動(dòng)作覆蓋了系統(tǒng)中斷和0x7c00的bootsect。

這個(gè)時(shí)候?yàn)槭裁纯梢愿采w中斷向量表呢？ 我想是基于這么幾個(gè)原因：
setup通過(guò)bios提供的這些工具能獲取的系統(tǒng)參數(shù)都已經(jīng)獲取并保存了，工具已經(jīng)沒(méi)用了。在后面進(jìn)入保護(hù)模式后，也已經(jīng)不能通過(guò)中斷向量的方式來(lái)使用bios中斷了。前一個(gè)原因可以通過(guò)查看后面的匯編代碼得到證實(shí)：后面的代碼都沒(méi)有再調(diào)用bios中斷。第二個(gè)原因可以通過(guò)后續(xù)代碼的動(dòng)作和注釋得到證實(shí)：setup位32位保護(hù)模式加載了全局描述符表，中斷描述符表。 后續(xù)發(fā)生中斷時(shí)，將通過(guò)中斷描述符表中的項(xiàng)映射到中斷處理代碼上去。這里面原來(lái)中斷向量的每一項(xiàng)應(yīng)該是四個(gè)字節(jié)（我沒(méi)有記錯(cuò)的話），而中斷描述符表中的項(xiàng)有八個(gè)字節(jié)————32位保護(hù)模式下，包含的中斷信息更多了。

關(guān)于system
system就是Linux的內(nèi)核了。內(nèi)核首部的head.s的指令其實(shí)應(yīng)該還是算作引導(dǎo)程序。放在內(nèi)核中，而不是像setup一樣單獨(dú)編出來(lái)，估計(jì)是為了后續(xù)版本更方便的修改吧————畢竟內(nèi)存分頁(yè)、GDT、IDT之類的東西修改的可能性是很大的。

為什么將system從0x10000搬遷到0地址，書上也說(shuō)了，好處是對(duì)于其中的代碼，線形地址和物理地址是一樣的，這樣子寫程序更方便一些————linus這樣說(shuō)。實(shí)際上，我感覺(jué)不搬遷也沒(méi)有什么不行。代碼和數(shù)據(jù)的操作也應(yīng)該沒(méi)有什么不方便，畢竟就是匯編里面也是使用的標(biāo)號(hào)?；蛟S還是我沒(méi)有理解到？

system加載了全局描述符表，中斷描述符表。中斷描述符表已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，用來(lái)映射中斷服務(wù)程序和中斷號(hào)的。全局描述符表，則是用來(lái)描述全局符號(hào)的。呵呵，這個(gè)解釋。全局描述符表是一個(gè)記錄各個(gè)任務(wù)的相應(yīng)段信息的全局表。表中兩個(gè)字作為一個(gè)任務(wù)的描述項(xiàng)：局部描述符表LDT，任務(wù)狀態(tài)段TSS。局部描述符表指向某個(gè)具體任務(wù)的各個(gè)段信息（代碼段，數(shù)據(jù)&堆棧段）的結(jié)構(gòu)。任務(wù)狀態(tài)段TSS應(yīng)該是用來(lái)記錄任務(wù)狀態(tài)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度用的吧？ 從這里看來(lái)，多進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該就是保存各個(gè)任務(wù)的上下文，進(jìn)行切換和上下文處理吧。而上下文，也就是寄存器狀態(tài)、指令位置、數(shù)據(jù)狀態(tài)了。

head.s還對(duì)16M內(nèi)存進(jìn)行了分頁(yè)。每4096字節(jié)的內(nèi)存分為一頁(yè)，用四個(gè)字節(jié)描述一頁(yè)（應(yīng)該是四個(gè)字節(jié)的32位地址指向這一頁(yè)的首部吧）。然后1024個(gè)頁(yè)地址組成一個(gè)頁(yè)表，一個(gè)頁(yè)表占據(jù)一頁(yè)（1024×4＝4096）。一個(gè)頁(yè)表也就管理了1024×4096＝4M內(nèi)存。Linus的16M內(nèi)存即占用了四個(gè)頁(yè)表來(lái)描述。然后四個(gè)頁(yè)表的地址又寫到0地址開(kāi)始的地方，占用了16字節(jié)，形成了頁(yè)目錄了。 頁(yè)目錄從0地址開(kāi)始，頁(yè)表從0x1000開(kāi)始。也即第0頁(yè)都是頁(yè)目錄了。按照Linus的這個(gè)處理，4096/4 × 4M ＝4G，也就是這個(gè)頁(yè)目錄的大小可以管理4G內(nèi)存了。不過(guò)如果真的初始化了4G的內(nèi)存頁(yè)，會(huì)出問(wèn)題。4G內(nèi)存需要1024個(gè)頁(yè)表，一個(gè)頁(yè)目錄，供占用1025個(gè)頁(yè)面，這樣頁(yè)表就寫過(guò)了0x90000，要寫到1025×1024＝0x101000，比0x90200超過(guò)很遠(yuǎn)了————后果就是現(xiàn)在寫到0x90200＋0x400×2＝0x90a00后面的全局描述符表和中斷描述符表了。中斷描述符表無(wú)所謂，反正是啞中斷。但是描述符表被破壞了，后面的就沒(méi)得玩了。

好了，全局描述符表（多任務(wù)的容器）建好了，內(nèi)存分頁(yè)也做好了。 就等main來(lái)打展身手了。

?