Linux0.11源码学习笔记_1

最新推荐文章于 2024-08-27 16:54:40 发布

fudra

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文章标签：学习笔记

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/fudra/article/details/136033968

es、cx、si、di寄存器：

es寄存器，extra segment register，叫做附加段寄存器，通常用作一个额外的段寄存器，反正一般就是来作为目标段寄存器的，说白了就是存地址的。

cx寄存器，count register，计数器寄存器，存数计数的。在loop指令中，cx里面存循环次数，循环一次自动减一，直到为零。

si寄存器，source index register，源变址寄存器，经常用来指向源数据的地址。

di寄存器，destination index register，目的变址寄存器，经常用来指向目的数据的地址。

sub和rep指令：

sub指令，subtract的缩写，顾名思义，sub用于执行两个操作数之间的减法操作，具体是：
sub a b，a-b后，把结果存在a里。

rep指令，repeat的缩写，顾名思义，重复。具体来说，rep不是一个指令，而是一个指令前缀，它用于重复执行其后的字符串操作指令，直到cx的值减为零。

继续bootsect.s_1:

entry start
start:
	mov	ax,#BOOTSEG
	mov	ds,ax
	mov	ax,#INITSEG         ;0x9000
	mov	es,ax
	mov	cx,#256
	sub	si,si
	sub	di,di
	rep
	movw

entry指令会告诉链接器将程序的入口点设置在指定的标签或地址，这里就是start处。

那么程序会从start标签处开始执行。

start后，将ds设置成了0x07c0，es设置成了0x9000，cx设置成了256。

然后，sub了si和di，也就是将这两个寄存器中的值清零了。

再然后，大的来了。rep了movw，movw表示复制一个字，word嘛，也就是16比特。

那么就来了几个问题：重复多少次，从什么地方的数据复制到什么地方，怎么复制。

自然是重复256次，也就是cx中的值。然后是从ds:si处复制到es:di处，这种地址的表示方式，是汇编里特定的，ds和es是段寄存器，si和di是偏移寄存器，通常是以这样两两结合的形式来表示一个完整的物理地址，也就是内存地址。而ds:si和es:di也是常见的常规搭配，需记忆。

在进行寻址时，ds和es都需要进行左移四位，也就是十六进制的一位，然后再加上偏移地址，也就是偏移寄存器si，di的地址。

那么，就可以来算一算具体是哪个地址到哪个地址了。

ds的值是0x07c0，左移后是0x7c00，加上si，si被清零了，第一个内存地址就是0x7c00，也就是那最开始的512字节数据的起始地址。

es的值是0x9000，左移后就是0x90000，加上di，di被清零了，第二个内存地址就是0x90000。

如果把内存比作一栋楼，那么一层有8个房间，也就是说，一个地址，代表8比特。复制时是一个字一个字地复制，也就是16比特，也就是两层楼，也就是两个地址。

复制256次，一次两字节，一共就是512字节。那么，rep movw这一句干了什么事，就是把0x7c00开始的往后的512字节的数据，复制到了以0x90000这个地址开始的后512字节的空间之中。至于他为什么要这么做，现在还不得而知，但肯定是有用滴。

jmpi指令：

jmpi是一个段间跳转指令，跳转到某个地址执行程序。

bootsect.s_2：

jmpi	go,INITSEG ;0x9000
go:	mov	ax,cs
	mov	ds,ax

第一句是这么个逻辑，跳转到0x9000:go处执行程序，前面的是偏移地址，后面的是基址。在计算时，0x9000仍要左移四位，然后就成了跳转到0x90000+go这个地址处执行程序。

那么go是多少呢？go是一个标签，在编译的时候会被翻译成一个值，具体要看编译的情况。

如果mov ax,cx这行代码在编译后位于0x08处，那么go就等于0x08，那么就会跳转到0x90008这个地址那里。

补丁：

一：

在电源打开后，cpu会自动复位，复位或加电时，会将指令指针寄存器IP设置为0xFFF0，并将代码段寄存器CS设置为0xF000。cs:ip是一个常规寻址搭配，那么其值就会是：

0xF0000+0xFFF0=0xFFFF0。这是intel 80286或80386处理器特定的，这是一个固定的起始点，这个地址指向BIOS ROM中的一个预设位置，这确保了BIOS和系统硬件的兼容性。在现在的处理器中，这个值会更大一些。

开机时，BIOS首先会初始化和检查计算机硬件，比如内存、处理器、键盘、显示器、硬盘等。在完成基本的系统初始化和配置之后，BIOS就会把启动区的代码复制到内存的0x7c00处，然后就是cpu执行此处的程序。

BIOS ROM，这个只读存储器是主板上的一个硬件组件，是一个专门的芯片，里面存的就是BIOS的代码。而0xFFFF0，就是这段代码的起始地址，所以就需要一开始设置cpu指向这个地址并指向代码，也就是cpu执行BIOS的代码。

在BIOS完成启动区数据的复制后，会设置IP为0x0000，cs为0x07c0，这样cpu就指向了内存的0x7c00处，也就是cpu开始执行位于内存的启动区代码。

二：

对于这段代码：

jmpi	go,INITSEG	;0x9000
go:	mov	ax,cs	;cs=0x9000
	mov	ds,ax	;ds=0x9000
	mov	es,ax	;es=0x9000
    mov	ss,ax	;ss=0x9000
	mov	sp,#0xFF00		; arbitrary value >>512

在执行jmpi之前，是完成了一个rep movw的操作，这是bootsect.s的代码，bootsect.s就是启动区的代码，大小应该是没有512字节的，也就是说，此时cpu还在执行0x7c00往后的一点点内存处的代码，也就是rep movw所在的内存空间处。

但在执行了jmpi后，一下子就跳去了0x90000+go处去了，这个地址距离0x7c00还是很远的。而在原本的0x7c00那一块内存处，mov ax,cs也是有存储的，也就是说这一处的代码是有一个地址的，而这个地址，应该就是go所代表的值。所以说cpu去到0x90000+go处，具体是多少，就是要看在编译的时候go是多少，然后加上go的地址值，就是jmpi跳转到的具体地址。反正就是0x90000往后一点点就是了，因为在mov ax,cs前面本身也没多少代码。

cs、ds、ss、sp寄存器：

cs，code segment register，代码段寄存器，存代码段的基址。

ds，data segment register，数据段寄存器，存数据段的基址。

ss，stack segment register，堆栈段寄存器，这是中文翻译的一个很诡异的地方，不知道是哪个神仙翻译的，stack就是栈，但偏要加个堆，堆是堆，栈是栈，这才对嘛。虽然叫它堆栈段寄存器，但实际就是栈段寄存器，没必要加个堆来迷惑人。用来存栈段基址的。

sp，stack pointer register，堆栈指针寄存器，同样，也加了个堆，反正理解为栈指针寄存器就对了，用来存栈当前栈顶地址的。栈顶嘛，就是代表了栈此时有多大咯，ss:sp这样的搭配，就是用来具体代表栈顶地址的，很常规的操作。常见的还有：cs:ip，ds:(ax,bx,cx,dx)等。

go处的代码：

在cpu跳转到0x90000+go处后，执行的就是下面的mov操作，一开始是将cs的值复制给ax，那么cs的值是多少呢？上面的代码中并没有说啊？

cpu执行何处的代码，是由cs:ip这个地址指定的。而在上一句，jmpi go,0x9000处，就说了cpu去0x90000+go这个地址去执行程序，也就是说，cs的值，就是0x9000。ip自然就是go的值了，当然，这里没有用它。

然后就简单了，ax、ds、es、ss的值成了0x9000，这几个东西，都是基址，基址可以干嘛，就可以靠这些寄存器找到0x90000这个地址。之前在0x7c00处的512字节的数据应该是弃用了。

然后，给sp赋值了一个0xFF00，sp是和ss搭配的，ss:sp的值现在就是0x9FF00，这个0xFF00加个0x100，也就是加个256，就是0x10000了，0x10000是 $2^{16}$ ，也就是65536，也就是 $64\times2 ^{10}$ 个地址，每个地址8比特，也就是1字节。那么0xFF00就差不多快代表了64kb的空间了，设置大一点是为了数据的安全，影响了其他数据的存储就乱套了。