作業系統實驗

分析bootloader進入保護模式的過程。

在剛進入bootloader的時候，最先執行的操作分別為關閉中斷、清除eflags的df位以及將ax, ds, es, ss暫存器初始化為0；

.globl start start: .code16 cli //關中斷 cld //清除方向標誌 xorw %ax, %ax //ax清0 movw %ax, %ds //ds清0 movw %ax, %es //es清0 movw %ax,

%ss //ss清0

為何開啟a20，以及如何開啟a20？

seta20.1: //等待8042鍵盤控制器不忙 inb $0x64 ,%al //從0x64埠中讀入乙個位元組到al中 testb $0x2 ,%al //測試al的第2位 jnz seta20. 1//al的第2位為0，則跳出迴圈 movb $0xd1 ,%al //將0xd1寫入al中 outb %al, $0x64

//將0xd1寫入到0x64埠中

接下來往0x64寫入0xd1命令，表示修改8042的p2 port；

movb $0xd1 ,%al//將0xdf入al中 outb %al, $0x64

//將0xdf入到0x64埠中，開啟a20

接下來繼續等待input buffer為空：

seta20.2: //等待8042鍵盤控制器不忙 inb $0x64 ,%al //從0x64埠中讀入乙個位元組到al中 testb $0x2 ,%al //測試al的第2位 jnz seta20.

2//al的第2位為0，則跳出迴圈

接下來往0x60埠寫入0xdf，表示將p2 port的第二個位（a20）選通置為1；

movb $0xdf ,%al //將0xdf入al中 outb %al, $0x60

//將0xdf入到0x64埠中，開啟a20

如何初始化gdt表？

原因：進入保護模式後，會啟用段機制。邏輯位址會通過段基址對映，變成線性位址，在沒有頁模式之前，線性位址就是實體地址。需要進行位址轉換，就需要段描述符。因為有很多段，就形成了乙個全域性描述符表，也就是gdt。

a) 載入gdt表

lgdt gdtdesc       //載入gdt表

gdt的結構：

gdt:
seg_nullasm                                //空段
seg_asm
(sta_x|sta_r,
0x0,
0xffffffff
)//**段（可讀可執行）
seg_asm
(sta_w,
0x0,
0xffffffff
)//資料段（可讀可寫）
0x0：(基位址)
0xffffffff：(段大小)

大小是4g 在段設定好以後，就可以訪問4g的空間

基位址是0，就說明虛擬位址等於實體地址

gdtdesc: .word 0x17 //段表的大小（size-1）

.long gdt //段表的位置

b) 進入保護模式：

通過將cr0暫存器pe位置1便開啟了保護模式

movl %cr0, %eax //載入cro到eax orl $cr0_pe_on, %eax //將eax的第0位置為1 movl %eax,

%cr0 //將cr0的第0位置為1

上面已經開啟了保護模式，所以這裡需要用到邏輯位址。

ljmp $prot_mode_cseg, $protcseg .code32

protcseg:

從此以後就進入了32位位址空間了

d) 設定段暫存器，並建立堆疊

movw $prot_mode_dseg, %ax //資料段的段描述符位址 movw %ax, %ds movw %ax, %es movw %ax, %fs movw %ax, %gs movw %ax,

%ss

使得訪問資料段的時候都能找到對應的位址空間

設定堆疊：

因為函式的呼叫和函式的變數等在堆疊所以需要設定好堆疊

movl $0x0 ,%ebp //設定函式呼叫棧的開始位置 movl $start,

%esp //設定堆疊的空間大小為start esp做減操作

start從0x7c00一直壓棧也就是往下走所以就不會破壞空間

e) 轉到保護模式完成，進入boot主方法

call bootmain //呼叫bootmain函式

bootmain 實現載入ucore os

步驟：bootloader硬碟讀進解析elf格式 **段記憶體段放入記憶體位置

讀乙個扇區 bootloader位於第0個扇區 ucore os在第乙個扇區

bootmain(void) elfhdr是對**段和資料段的記錄包括size等會將相應的**段和資料段讀入

作業系統實驗

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實驗作業系統

作業系統實驗2

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