Linux0.11内核--引导程序分析

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1.简介

本文主要介绍三个文件bootsect.s、setup.s、head.s，主要是做了些从软盘加载内核和设置32位保护模式的操作。

2.程序分析

当PC电源打开后，BIOS自检后将bootsect读入内存绝对地址0x7c00处，因为bootsect.s的结尾是：

.word 0xAA55

然后跳转到0x7c00处并把执行权交给此处的代码，从start:处开始执行。

BOOTSEG = 0x07c0
INITSEG = 0x9000start:
movax,#BOOTSEG
movds,ax
movax,#INITSEG
moves,ax
movcx,#256
subsi,si
subdi,di
rep
movw
jmpigo,INITSEG

BOOTSEG是当前程序的起始内存地址的段地址，INITSEG表示是bootsect将要移动要的内存地址的段地址，这段代码的意思是重复执行movw指令256次，每次从BOOTSEG(0x7c0段地址)+si的地址处移动一个字(2个字节)的数据到INITSEG(0x9000段地址)+di地址处，挨个移动256次，所以总共就是256字(512字节)，bootsect.s编译出来也就是512字节的大小。所以这段代码执行完之后就是把自己拷贝到0x90000地址处，然后jmpi跳转到0x9000的偏移地址为go的地方执行。

所以接下来程序执行到go:处，但是整个程序的起始段地址变成了0x9000，go处的代码设置了下堆栈，接着是load_setup：

SETUPLEN = 4load_setup:
movdx,#0x0000! drive 0, head 0
movcx,#0x0002! sector 2, track 0
movbx,#0x0200! address = 512, in INITSEG
movax,#0x0200+SETUPLEN! service 2, nr of sectors
int0x13! read it
jncok_load_setup! ok - continue
movdx,#0x0000
movax,#0x0000! reset the diskette
int0x13
jload_setup

利用BIOS中断int 0x13将setup从磁盘第2个扇区开始读到0x90200开始处，共SETUPLEN(setup 程序的扇区数)读4个扇区。成功后跳转到ok_load_setup。

SETUPSEG = 0x9020ok_load_setup:
...
movax,#SYSSEG
moves,ax! segment of 0x010000
callread_it
callkill_motor...
jmpi0,SETUPSEG

省略的代码都是一些读硬盘和驱动器的数据。这里比较关键的是call read_it，调用read_it：

SYSSIZE = 0x3000
SYSSEG = 0x1000
ENDSEG = SYSSEG + SYSSIZEread_it:
mov ax,es
test ax,#0x0fff
die:jne die! es must be at 64kB boundary
xor bx,bx! bx is starting address within segment
rp_read:
mov ax,es
cmp ax,#ENDSEG! have we loaded all yet?
jb ok1_read
ret
ok1_read:
...

SYSSIZE是编译后system模块的大小，SYSSEG是system模块将加载到的内存段地址处，所以ENDSEG的值就是system模块停止加载的段地址。那么read_it的作用就是先判断一下es是不是到了system模块停止加载的段地址处，如果没有则跳转去读取system模块到这个地址。加载完成后就ret返回。然后关闭马达后读一些驱动器的信息，最后jmpi 0,SETUPSEG跳转到0x9020:0000也就是setup.s程序的开始处。

bootsect.s就此结束，到现在为止内核各个模块在内存中的位置如下图的第3步：