Linux内核启动：head程序执行过程

Linux内核启动：head程序执行过程

目录

教学视频

1. 整体过程描述

2. HEAD 程序设置栈寄存器

3. HEAD设置IDT和GDT

5. 重建GDT表和调整段寄存器

6. 检测A20

7. 检测并开启协处理器

8. main函数入栈

9. 设定内核页表

10. 返回执行main函数

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教学视频

Linux内核启动：head程序开始执行(一)

Linux内核启动：head程序开始执行(二)

Linux内核启动：head程序开始执行(三)–分析setup_idt代码实现

1. 整体过程描述

在执行main函数之前，先要执行三个由汇编代码生成的程序，即bootsect、setup和head。之后，才 执行由main函数开始的用C语言编写的操作系统内核程序。

• 第一步，加载bootsect到0x07C00，然后复制到0x90000；

• 第二步，加载setup到0x90200。 值得注意的是，这两段程序是分别加载、分别执行的。

• head 程序与它们的加载方式有所不同。大致的过程是

  1. 先将head.s汇编成目标代码，将用C语言编写 的内核程序编译成目标代码，然后链接成system模块。也就是说，system模块里面既有内核程序，又有 head程序。两者是紧挨着的。要点是，head程序在前，内核程序在后，所以head程序名字为“head”。 head程序在内存中占有25KB+184B的空间。前面讲解过，system模块加载到内存后，setup将system 模块复制到0x00000位置，由于head程序在system的前面，所以实际上，head程序就在0x00000这个位置。
  2. head 程序除了做一些调用 main 的准备工作之外，还用程序自身的代码在程序自身所在的内存空间 创建了内核分页机制，即在 0x000000 的位置创建了页目录表、页表、缓冲区、GDT、IDT，并将head 程序已经执行过的代码所占内存空间覆盖。这意味着head程序自己将自己废弃，main函数即将开始执行。

• 以上就是head程序执行过程的整体策略。

这里我们先来关注一下页表的标号： _pg_dir

标号_pg_dir标识内核分页机制完成后的内核页表起始位置，也就是物理内存的起始位置 0x000000。head程序马上就要在此处建立页目录表，为分页机制做准备。

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2. HEAD 程序设置栈寄存器

现在head程序正式开始执行，一切都是为适应保护模式做准备。jmpi 0,8这一句已经将CS的段选择子与GDT第二个表项关联，CS段指向了0x000000。从现在开始，要将DS、ES、FS 和 GS 等其他寄存器 从实模式转变到保护模式，与G