Linux内核分析 第三章.pptVIP

Linux操作系统内核分析 湘潭大学信息工程学院 讲课内容 bootsect.s程序分析 setup.s程序分析 head.s程序分析 要求大家知道每个程序的作用！ 操作系统引导 磁盘结构 引导扇区 引导扇区是磁盘的第一个扇区（0磁头0磁道1扇区）。 引导扇区中的程序是负责装载操作系统的程序，被成为自举程序或引导程序（bootstrap）。 限制：自举程序的大小为512B，且最后两个字节必须为0xaa55。 开机过程 开机 BIOS完成加电自检 将引导盘的引导扇区读入到内存0x7c00处 检查0x7c00+510开始的两个字节是否是0xaa55 跳到0x7c00执行 实模式内存寻址 bootsect程序 bootsect程序就是一个自举程序，负责把Linux操作系统内核从存储设备装入内存。 用汇编语言编写，遵循Intel汇编语法 装载过程 移动自己 movw指令: 从ds:si移动一个字到es:di，然后根据标志寄存器中direct标志位，把si和di分别加2（d=0）或减2（d=1）。 rep：重复执行后面的命令，重复次数放在cx寄存器中，每执行一次后面的命令则把cx中的值减1，直到cx为0。 移动自己 ds=0x7c0; es=0x9000; si=0;di=0; While(cx0){ 从ds:si移动一个字到es:di; if( d==0 ) {si+=2； di+=2;} else {si-=2； di-=2;}; cx--; } 装载中断 0x13中断，2号功能 类似于函数：int load(磁头号，磁道号，扇区号，要读扇区数量，读入内存地址） 装载setup 磁头号：0磁头 磁道号：0磁道 开始扇区号：2（？） 要读扇区数量：4 读入内存地址：0:0x90200 装载System 限制 13中断一次只能读同一磁道上的扇区 实模式下内存段大小不能超过64K 解决方法 一次读一个扇区，读完后如果内存段满了则调整到下一个内存段。太慢！ 在读之前取磁道上剩余扇区大小和内存段剩余大小中的最小值M，读M/512个扇区。 装载System 磁盘读取规则：当0磁头的某个磁道读完，下一次就读1磁头的相同磁道；当1磁头的某个磁道读完，下一次就读0磁头的下一个磁道。例如：0磁头0磁道，1磁头0磁道，0磁头1磁道，1磁头的1磁道。 装载system 1、if( 已读大小=64K ) then 段地址+=64K;已读大小=0; 2、可读入的扇区数量=（64k-已读大小）/512B; 3、if(可读入的扇区数量+当前扇区号=磁道扇区总量) then 可读入的扇区数量=磁道扇区总量-当前扇区号; 4、读入 5、if(磁道上无剩余扇区) then if(磁头号为0) then 磁头号=1;扇区号=1; else 磁头号=0;磁道号++;扇区号=1; 跳入setup 139行 jmpi 0,SETUPSEG 讲课内容 bootsect.s程序分析 setup.s程序分析 head.s程序分析 程序功能 1-106行：获取并保存系统参数 113-126行：移动system 130-193行：进入保护模式 获得并保存系统参数 通过BIOS中断调用获得系统参数 把获得的系统参数保存在0x90000开始的内存块中 程序举例 mov ax,0x9000 mov ds,ax mov ah,0x03 xor bh,bh int 0x10 mov [0],dx 38行读光标位置： 0x10中断0x03功能： 输入参数： ah:0x03 bh:页号 输出参数： dh:行号 dl:列号 程序举例 获得内存大小： 0x15中断0x88功能： 输入参数： ah:0x88 输出参数： ax:扩展内存大小，单位KB mov ah,#0x88 int 0x15 mov [2],ax 系统参数保存布局 程序功能 1-106行：获取并保存系统参数 113-126行：移动system 130-193行：进入保护模式 移动system 把System从0x10000(64K)移到0x00000 为什么一开始不把system装载到物理内存0x00000处？ 在bootsect和setup前一段程序中用到了实模式下的中断调用，而这些中断调用被安排在物理内存0x00000开始的内存中 移动system 程序功能 1-106行：获取并保存系统参数 113-126行：移动system 130-193行：进入保护模式 保护模式寻址 寻址就是逻辑地址到物理地址的转换。 在保护模式下有两种内存管理机制：分段和分页，其中分页是可选的。 三种不同地址 逻辑地址：