第七回 | 六行代码就进入了保护模式
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(文末阅读原文可直接跳转)
https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk
------- 正文开始 -------
mov al,#0xD1 ; command write
out #0x64,al
mov al,#0xDF ; A20 on
out #0x60,al
; well, that went ok, I hope. Now we have to reprogram the interrupts :-(
; we put them right after the intel-reserved hardware interrupts, at
; int 0x20-0x2F. There they won't mess up anything. Sadly IBM really
; messed this up with the original PC, and they haven't been able to
; rectify it afterwards. Thus the bios puts interrupts at 0x08-0x0f,
; which is used for the internal hardware interrupts as well. We just
; have to reprogram the 8259's, and it isn't fun.
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
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 |
mov ax,#0x0001 ; protected mode (PE) bit
lmsw ax ; This is it;
jmpi 0,8 ; jmp offset 0 of segment 8 (cs)
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
tools/system: boot/head.o init/main.o \
$(ARCHIVES) $(DRIVERS) $(MATH) $(LIBS)
$(LD) $(LDFLAGS) boot/head.o init/main.o \
$(ARCHIVES) \
$(DRIVERS) \
$(MATH) \
$(LIBS) \
-o tools/system > System.map
这也是 boot 文件夹下的最后一个由汇编写就的源代码文件,哎呀,不知不觉就把两个操作系统源码文件(bootsect.s 和 setup.s)讲完了,而且是汇编写的令人头疼的代码。
head.s 这个文件仅仅是为了顺利进入由后面的 c 语言写就的 main.c 做的准备,所以咬咬牙看完这个之后,我们就终于可以进入 c 语言的世界了!也终于可以看到我们熟悉的 main 函数了!
在那里,操作系统真正秀操作的地方,才刚刚开始!欲知后事如何,且听下回分解。
------- 本回扩展资料 -------
保护模式下逻辑地址到线性地址(不开启分页时就是物理地址)的转化,看 Intel 手册:
Volume 3 Chapter 3.4 Logical And Linear Addresses
段描述符结构和详细说明,看 Intel 手册:
Volume 3 Chapter 3.4.5 Segment Descriptors
对操作系统如何编译的,比如好奇那个 system 是怎么来的,可以尝试理解一下 Linux 0.11 源码中的 Makefile,这个我就不展开讲了,我们把更多经历,放在操作系统是怎么一步一步构建起来的这个过程。
------- 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。