0.11 源码阅读(学习)

第六回 | 先解决段寄存器的历史包袱问题

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 书接上回，上回书咱们说到，操作系统又折腾了一下内存，之后的很长一段时间内存布局就不会变了，终于稳定下来了，目前它长这个样子。 0 地址开始处存放着操作系统的全部代码吗，也就是 system 模块，0x90000 位置处往后的几十个字节存放着一些设备的信息，方便以后使用。 是不是十分清晰？ 不过别高兴得太早，清爽的内存布局，是方便后续操作系统的大显身手！ 接下来就要进行真正的第一项大工程了，那就是 模式的转换，需要从现在的 16 位的 实模式转变为之后 32 位的 保护模式 。 当然，虽说是一项非常难啃的大工程，但从代码量看，却是少得可怜，所以不必太过担心。 每次讲这里都十分的麻烦，因为这是 x86 的历史包袱问题，现在的 CPU 几乎都是支持 32 位模式甚至 64 位模式了，很少有还仅仅停留在 16 位的实模式下的 CPU。所以我们要为了这个历史包袱， 写一段模式转换的代码 ，如果 Intel CPU 被重新设计而不用考虑兼容性，那么今天的代码将会减少很多甚至不复存在。 所以不用担心，听懂就听懂，听不懂就拉倒，放宽心。 我不打算直接说实模式和保护模式的区别，我们还是跟着代码慢慢品味，来。 这里仍然是

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0MjE3NDE0Ng==&mid=2247499667&idx=1&sn=a7e2297f16d048794fa31cceaa183fc9&chksm=c2c5853ef5b20c286df24a28013f0fc3b0336790eca4a0d069ab831f6c536c03d1398893534b&scene=21#wechat_redirect

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汇编执行令

• mov: 赋值
• movl: mov long 四个字节，告知编译器的。

• sub : 相减
• sub a, a 清零操作

• xor: 异或
• xor a,a 清零操作

• jmpi: 段间跳转指令

• pushf: 标志寄存器压栈

• popf：标志寄存器出栈

• cld: 将寄存器DF标志位置0

• std: 将寄存器DF标志位置1

• rep: 重复

• ret: 返回

• call: 函数调用

寄存器

intel 访问内存分为：

• 代码
• 对应的寄存其为 代码段寄存器（cs）

• 数据
• 数据段寄存器（ds）

• 栈
• 栈段寄存器（ss）

其它寄存器：

• idtr: 中断描述符表 idt

• gdtr：全局描述符表 gdt

• TSS：任务状态段描述符

• LDT： 局部描述符

• CR0: 机器状态字寄存器

• DF（Direction Flag）: 方向控制位

• esp： 栈顶地址

• cs:eip：CPU 下一步准备执行的指令

描述表：

• idt : 中断描述表，存放在idtr中。

• gdt: 全局描述表，存放在gdtr中。

CR0：

CR3:

专业名词

• MMU：内存管理单元 （有时也叫 PMMU，分页内存管理单元）

• IDT: Interrupt Description Table 中断描述表

• IDTR: Interrupt Description Table Register 中断描述表寄存器

• GDT: Global Description Table 全局描述表

• GDTR: Global Description Table Register 全局描述表寄存器

.
├── Makefile
├── boot                        // 引导目录 （汇编代码）
│   ├── bootsect.s              // 移动磁盘引导程序至内存中
│   ├── head.s
│   └── setup.s                 // 加载硬件信息，中断描述符表，全局描述符表 gdt
├── fs
│   ├── Makefile
│   ├── bitmap.c
│   ├── block_dev.c
│   ├── buffer.c
│   ├── char_dev.c
│   ├── exec.c
│   ├── fcntl.c
│   ├── file_dev.c
│   ├── file_table.c
│   ├── inode.c
│   ├── ioctl.c
│   ├── namei.c
│   ├── open.c
│   ├── pipe.c
│   ├── read_write.c
│   ├── stat.c
│   ├── super.c
│   └── truncate.c
├── include
│   ├── a.out.h
│   ├── asm
│   │   ├── io.h
│   │   ├── memory.h
│   │   ├── segment.h
│   │   └── system.h
│   ├── const.h
│   ├── ctype.h
│   ├── errno.h
│   ├── fcntl.h
│   ├── linux
│   │   ├── config.h
│   │   ├── fdreg.h
│   │   ├── fs.h
│   │   ├── hdreg.h
│   │   ├── head.h
│   │   ├── kernel.h
│   │   ├── mm.h
│   │   ├── sched.h
│   │   ├── sys.h
│   │   └── tty.h
│   ├── signal.h
│   ├── stdarg.h
│   ├── stddef.h
│   ├── string.h
│   ├── sys
│   │   ├── stat.h
│   │   ├── times.h
│   │   ├── types.h
│   │   ├── utsname.h
│   │   └── wait.h
│   ├── termios.h
│   ├── time.h
│   ├── unistd.h
│   └── utime.h
├── init
│   └── main.c
├── kernel
│   ├── Makefile
│   ├── asm.s
│   ├── blk_drv
│   │   ├── Makefile
│   │   ├── blk.h
│   │   ├── floppy.c
│   │   ├── hd.c
│   │   ├── ll_rw_blk.c
│   │   └── ramdisk.c
│   ├── chr_drv
│   │   ├── Makefile
│   │   ├── console.c
│   │   ├── rs_io.s
│   │   ├── serial.c
│   │   ├── tty_io.c
│   │   └── tty_ioctl.c
│   ├── exit.c
│   ├── fork.c
│   ├── math
│   │   ├── Makefile
│   │   └── math_emulate.c
│   ├── mktime.c
│   ├── panic.c
│   ├── printk.c
│   ├── sched.c
│   ├── signal.c
│   ├── sys.c
│   ├── system_call.s
│   ├── traps.c
│   └── vsprintf.c
├── lib
│   ├── Makefile
│   ├── _exit.c
│   ├── close.c
│   ├── ctype.c
│   ├── dup.c
│   ├── errno.c
│   ├── execve.c
│   ├── malloc.c
│   ├── open.c
│   ├── setsid.c
│   ├── string.c
│   ├── wait.c
│   └── write.c
├── linux-0.11.iml
├── mm
│   ├── Makefile
│   ├── memory.c
│   └── page.s
└── tools
    └── build.c

14 directories, 100 files          // 真巧，刚好100个文件，也不知道是不是故意为之