linux0.11内核源码——boot和setup部分

　　https://blog.csdn.net/KLKFL/article/details/80730131

　　https://www.cnblogs.com/joey-hua/p/5528228.html

参考的两篇博客

x86系统在刚开机时CPU处于实模式

计算机在刚打开电源时　：CS=0xFFFF，IP=0x0000

即寻址为0xFFFF0(ROM BIOS映射区)

然后将 0磁道0扇区 的512个字节读入0x7c00处

然后设置 　　CS=0x07c0，IP=0x0000

此时0x7c00出存放的代码就是从磁盘的引导扇区读入的那512个字节bootsect

此时一些宏的定义：

　BOOTSEG = 0x07c0

　INITSEG = 0x9000

　SETUPSEG = 0x9020

　SYSSEG = 0x1000

表示bootsect先被加载到了0x07c0段，然后bootsect的512个字节会被移动到0x9000段，紧跟着的setup段就从0x9020段开始,system段从0x1000开始

bootsect做的事就是把setup加载到内存上，然后显示logo

 entry _start !程序的入口是_start 

 _start:
     !下面是调用0x10中断，显示光标操作
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10

     mov cx,#       !字符串msg的长度
     mov bx,#0x0007   !调用0x10中断时，bx寄存器=0x0007表示显示树形
     mov bp,#msg1
     mov ax,#0x07c0
     mov es,ax         !es:bp表示要显示的字符串的地址，当前段(bootsect)就是0x07c0,字符串的地址已经赋值给bp
     mov ax,#0x1301
     int 0x10         !调用中断显示logo 

 !设置一个死循环保证不退出
 inf_loop:
     jmp inf_loop  

 !这就是要显示的logo
 msg1:
     .byte   ,
     .ascii  "Hello OS world, my name is LZJ"
     .byte   ,,,               

 !boot_flag是设置引导扇区的标记，必须由这个才能进行引导，且必须放在最后两个字节
 !bootsect的大小是512个字节，所以boot_flag得放在第510个字节处
 .org
 boot_flag:
     .word   0xAA55      

然后用bootsect读取setup

先把setup.s编写好

 entry _start
 _start:
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10

     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg2
     mov ax,cs
     mov es,ax    !此时已经将setup加载到了0x9020处，所以字符串的断地址直接设置为cs即可
     mov ax,#0x1301
     int 0x10    !调用中断

 inf_loop:        !死循环防止退出
     jmp inf_loop
 msg1:
     .byte   ,
     .ascii  "Hello OS world, my name is LZJ"
     .byte   ,,,        

 .org         !这里还是和bootsect一样
 boot_flag:
     .word   0xAA55      

然后对上面的bootsect.s进行修改让bootsect能够读入setup

 SETUPLEN=            !自定义的setup段的长度为2个扇区
 SETUPSEG=0x07e0        !因为自定仪的代码没有将bootsect移到0x9000出，所以setup段的开始地址在磁盘的的0x07e0处
 entry _start
 _start:
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10

     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg1
     mov ax,#0x07c0
     mov es,ax
     mov ax,#0x1301
     int 0x10

 load_setup:                    !从这里开始进行载入setup

     !0x13号中断是BIOS读磁盘扇区的中断
     mov dx,#0x0000          !dh=磁头号,dl=驱动器号
     mov cx,#0x0002            !ch=柱面号,cl=开始扇区
     mov bx,#0x0200            !表示将读取的内容放在内存es:bp处，es是0x7c0，bp是0x200(前200字节)
     mov ax,#0x0200+SETUPLEN !ah=0x02表示读磁盘，al=扇区数量，本来应该是4，但是自己写的setup只占用了2个扇区(512字节)
     int 0x13                !调用中断读取setup 

     jnc ok_load_setup        !读入成功则跳转 

     mov dx,#0x0000             !读入失败则调用0x13中断进行复位重启,再次进行读入
     mov ax,#0x0000
     int 0x13
     jmp load_setup            !再次进行读写

 ok_load_setup:
     jmpi    ,SETUPSEG        !cs:ip跳转到0x07e0:0x0000处，即跳转到setup执行 

 msg1:
     .byte   ,
     .ascii  "Hello OS world, my name is LZJ"
     .byte   ,,,    

 !自己写的setup.s只占用了512个字节(两个扇区)，实际上linux0.11用了4个扇区
 .org
 boot_flag:
     .word   0xAA55     

然后用makefile进行编译，可能要修改下build.c

make BootImage

实际上,bootsect在读完setup后还会读入system，其地址为0x10000-0x8ffff

然后是setup需要完成的工作：

　　完成os启动前的设置，使系统进入保护模式：

首先读入的就是硬件信息：光标，扩展内存数，显卡参数，跟设备号

然后将system模块向下移动到0地址

　　但是，0地址处本来有重要内容，比如int中断，如何避免冲突？

　　　　此时setup让硬件进入保护模式，即int和cs:ip的寻址电路被改变，igt（中断描述符表：用来查中断）和gdt（全局描述符表：用来查cs值对应的段的地址）就是改变后的寻址方式

　　　　cs在保护模式中也称为选择子，表示段的编号

　　具体的实现：

　　　　在system移动结束(end_move)后，新建一张临时的gdt表，其内容设置为

　　　　

　　　　下面是gdt表的格式

　　　　

　　　　有一个寄存器叫做cr0，其末尾PE=1为启动保护模式，

　　　　所以先把cr0的末尾置为1来进入保护模式，然后执行指令

\

jmpi ,8 !cs=0x0008,ip=0x0000

　　　　　cs=8，对应的gdt从第8个字节开始后的内容恰好为0，所以要跳转的地址为0x0000:0x0000

　　　　即system的开头head.s文件

到此为止setup也完成了任务，系统开始执行head.s

参考了一张图片，表示的是在每个阶段每个块的位置

模仿linux0.11的代码

 mov    ax,#INITSEG
 ! 设置 ds = 0x9000
 mov    ds,ax
 mov    ah,#0x03
 ! 读入光标位置
 xor    bh,bh
 ! 调用 0x10 中断
 int    0x10
 ! 将光标位置写入 0x90000.
 mov    [],dx        

 ! 读入内存大小位置
 mov    ah,#0x88
 int    0x15
 mov    [],ax

 ! 从 0x41 处拷贝  个字节（磁盘参数表）
 mov    ax,#0x0000
 mov    ds,ax
 lds    si,[*0x41]　　　　!把内存记录磁盘参数的值赋值给si
 mov    ax,#INITSEG　　　　
 mov    es,ax　　　　　　　 !INITSEG赋值给es
 mov    di,#0x0004　　　　 !
 mov    cx,#0x10          !
 ! 重复16次
 rep
 movsb

最后是setup.s的全代码

 INITSEG  = 0x9000
 entry _start
 _start:
 ! Print "NOW we are in SETUP"
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg2
     mov ax,cs
     mov es,ax
     mov ax,#0x1301
     int 0x10 

     mov ax,cs
     mov es,ax
 ! init ss:sp
     mov ax,#INITSEG
     mov ss,ax
     mov sp,#0xFF00

 ! Get Params
     mov ax,#INITSEG
     mov ds,ax
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov [],dx
     mov ah,#0x88
     int 0x15
     mov [],ax
     mov ax,#0x0000
     mov ds,ax
     lds si,[*0x41]
     mov ax,#INITSEG
     mov es,ax
     mov di,#0x0004
     mov cx,#0x10
     rep
     movsb

 ! Be Ready to Print
     mov ax,cs
     mov es,ax
     mov ax,#INITSEG
     mov ds,ax

 ! Cursor Position
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_cursor
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
     mov dx,[]
     call    print_hex
 ! Memory Size
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_memory
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
     mov dx,[]
     call    print_hex
 ! Add KB
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_kb
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
 ! Cyles
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_cyles
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
     mov dx,[]
     call    print_hex
 ! Heads
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_heads
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
     mov dx,[]
     call    print_hex
 ! Secotrs
     mov ah,#0x03
     xor bh,bh
     int 0x10
     mov cx,#
     mov bx,#0x0007
     mov bp,#msg_sectors
     mov ax,#0x1301
     int 0x10
     mov dx,[]
     call    print_hex 

 inf_loop:
     jmp inf_loop

 print_hex:
     mov    cx,#
 print_digit:
     rol    dx,#
     mov    ax,#0xe0f
     and    al,dl
     add    al,#0x30
     cmp    al,#0x3a
     jl     outp
     add    al,#0x07
 outp:
     int    0x10
     loop   print_digit
     ret
 print_nl:
     mov    ax,#0xe0d     ! CR
     int    0x10
     mov    al,#0xa     ! LF
     int    0x10
     ret

 msg2:
     .byte ,
     .ascii "NOW we are in SETUP"
     .byte ,,,
 msg_cursor:
     .byte ,
     .ascii "Cursor position:"
 msg_memory:
     .byte ,
     .ascii "Memory Size:"
 msg_cyles:
     .byte ,
     .ascii "Cyls:"
 msg_heads:
     .byte ,
     .ascii "Heads:"
 msg_sectors:
     .byte ,
     .ascii "Sectors:"
 msg_kb:
     .ascii "KB"

 .org
 boot_flag:
     .word 0xAA55