你管这破玩意叫操作系统源码 | 第三回 做好最最基础的准备工作

新读者看这里，老读者直接跳过。

本系列会以一个读小说的心态，从开机启动后的代码执行顺序，带着大家阅读和赏析 Linux 0.11 全部核心代码，了解操作系统的技术细节和设计思想。

你会跟着我一起，看着一个操作系统从啥都没有开始，一步一步最终实现它复杂又精巧的设计，读完这个系列后希望你能发出感叹，原来操作系统源码就是这破玩意。以下是已发布文章的列表，详细了解本系列可以先从开篇词看起。

本系列的 GitHub 地址如下

https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk

------- 正文开始 -------

书接上回，上回书咱们说到，操作系统的代码最开头的 512 字节的数据，从硬盘的启动区先是被移动到了内存 0x7c00 处，然后又立刻被移动到 0x90000 处，并且跳转到此处往后再稍稍偏移 go 这个标签所代表的偏移地址处。

那我们接下来，就继续把我们的目光放在 go 这个标签的位置，跟着 CPU 的步伐往后看。

go: mov ax,cs
    mov ds,ax
    mov es,ax
    mov ss,ax
    mov sp,#0xFF00

全都是 mov 操作，那好办了。

这段代码的直接意思很容易理解，就是把 cs 寄存器的值分别复制给 ds、es 和 ss 寄存器，然后又把 0xFF00 给了 sp 寄存器。

回顾下 CPU 寄存器图。

cs 寄存器表示代码段寄存器，CPU 当前正在执行的代码在内存中的位置，就是由 cs:ip 这组寄存器配合指向的，其中 cs 是基址，ip 是偏移地址。

由于之前执行过一个段间跳转指令，还记得不？

jmpi go,0x9000

所以现在 cs 寄存器里的值就是 0x9000，ip 寄存器里的值是 go 这个标签的偏移地址。那这三个 mov 指令就分别给 ds、es 和 ss 寄存器赋值为了 0x9000。

ds 为数据段寄存器，之前我们说过了，当时它被复制为 0x07c0，是因为之前的代码在 0x7c00 处，现在代码已经被挪到了 0x90000 处，所以现在自然又改赋值为 0x9000 了。

es 是扩展段寄存器，仅仅是个扩展，不是主角，先不用理它。

ss 为栈段寄存器，后面要配合栈基址寄存器 sp 来表示此时的栈顶地址。而此时 sp 寄存器被赋值为了 0xFF00 了，所以目前的栈顶地址就是 ss:sp 所指向的地址 0x9FF00 处。

其实到这里，操作系统的一些最最最最基础的准备工作，就做好了。都做了些啥事呢？

第一，代码从硬盘移到内存，又从内存挪了个地方，放在了 0x90000 处。

第二，数据段寄存器 ds 和代码段寄存器 cs 此时都被设置为了 0x9000，也就为跳转代码和访问内存数据，奠定了同一个内存的基址地址，方便了跳转和内存访问，因为仅仅需要指定偏移地址即可了。

第三，栈顶地址被设置为了 0x9FF00，具体表现为栈段寄存器 ss 为 0x9000，栈基址寄存器 sp 为 0xFF00。栈是向下发展的，这个栈顶地址 0x9FF00 要远远大于此时代码所在的位置 0x90000，所以栈向下发展就很难撞见代码所在的位置，也就比较安全。这也是为什么给栈顶地址设置为这个值的原因，其实只需要离代码的位置远远的即可。

做好这些基础工作后，接下来就又该折腾了其他事了。

总结拔高一下，这一部分其实就是把代码段寄存器 cs，数据段寄存器 ds，栈段寄存器 ss 和栈基址寄存器 sp 分别设置好了值，方便后续使用。

再拔高一下，其实操作系统在做的事情，就是给如何访问代码，如何访问数据，如何访问栈进行了一下内存的初步规划。其中访问代码和访问数据的规划方式就是设置了一个基址而已，访问栈就是把栈顶指针指向了一个远离代码位置的地方而已。

所以，千万别多想，就这么点事儿。那再给大家留个作业，把当前的内存布局画出来，告诉我现在 cs、ip、ds、ss、sp 这些寄存器的值，在内存布局中的位置。

好了，接下来我们应该干什么呢？我们回忆下，我们目前仅仅把硬盘中 512 字节加载到内存中了，但操作系统还有很多代码仍然在硬盘里，不能抛下他们不管呀。

所以你猜下一步要干嘛了？

后面的世界越来越精彩，欲知后事如何，且听下回分解。

------- 本回扩展与延伸 -------

有关段寄存器的详细信息，可以参考 Intel 手册：

Volume 1 Chapter 3.4.2 Segment Registers

其中有一张图清晰地描述了三种段寄存器的作用。

正如我们本回所涉及到的讲述一样，CS 是代码段寄存器，就是执行代码的时候带着这里存的基地址。DS 是数据段寄存器，就是访问数据的时候带着这里的基地址。SS 是栈段寄存器，就是访问栈时带着这里的基地址。

所以本回的代码，正如标题所说，就是做好最最基础的准备工作。但要从更伟大的战略意义上讲，它其实是按照 Intel 手册上要求的，老老实实把这三类段寄存器的值设置好，达到了初步规划内存的目的。

读到这里，我希望你此时已经稍稍有些，操作系统原来就是这个破玩意，的感觉。

同时也可以看出，Intel 手册对于理解底层知识非常直接有效，但却没有很好的中文翻译版本，因此让许多人望而生畏，只能去看一些错误百出的中文二手资料和博客。因此我也发起了一个 Intel 手册翻译计划，就在阅读原文的 GitHub 里，感兴趣的同胞们可以参与进来，我们共同完成一份伟大的事。

------- 关于本系列 -------

本系列的开篇词看这

本系列的扩展资料看这（也可点击阅读原文），这里有很多有趣的资料、答疑、互动参与项目，持续更新中，希望有你的参与。

https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk

本系列全局视角

最后，祝大家都能追更到系列结束，只要你敢持续追更，并且把每一回的内容搞懂，我就敢让你在系列结束后说一句，我对 Linux 0.11 很熟悉。

另外，本系列完全免费，希望大家能多多传播给同样喜欢的人，同时给我的 GitHub 项目点个 star，就在阅读原文处，这些就足够让我坚持写下去了！我们下回见。