关于linux 0.11引导

Makefile：

要理清Linux 0.11内核的整个逻辑，首先从makefile入手，该makefile最终生成的文件为Image映像文件：而该映像文件的生成离不开boot/bootsect、boot/setup、tools/system、tools/build这4个文件，本质上就是使用build工具程序将bootsect、setup和system整合到一个文件中，也就是Image，那么本文件中先讨论引导过程，那就先只看bootsect程序；

bootsect.s

bootsect.s，该文件就是生成bootsect执行文件的源程序，是个汇编代码程序，使用的是Intel汇编代码，汇编器是as86和ld86；该程序经过build组装之后，被放置到引导盘的第一个扇区，该被称之为引导扇区，至于该扇区是如何被加载到内存中的，这是BIOS的工作(BIOS的具体操作我也不懂)；在机器上电后，计算机首先执行的程序就是BIOS程序，会进行一系列硬件自检、中断表设置等工作，然后将引导扇区加载到0x7C00位置处，且一开始是实地址模式，最终将执行权限交给了0x7C00代码位置，而该位置就是bootsect.s的入口地址start(看源码的时候会发现上面还定义了一些其他内容，但是最终生成的代码就是start处代码在执行文件起始位置)；

控制流到达start标号处后，此时的引导扇区位于0x7C00位置，先将引导扇区移动到了0x90000位置处，这是为了之后将system部分直接移动到从0x0物理地址开始的空间，然后更新cs、ds和es段寄存器到0x9000。接着基于BIOS中断加载了setup程序块到0x9000:0x0200(这段程序块是在build进行数据填充的，占用4个扇区空间setup不足的填充了0)，而加载到内存中的setup块刚好加载到引导扇区之后，此时共占据了5个扇区[0x90000, 0x90A00)；

接着使用BIOS中断提取了一些磁盘参数信息，然后基于BIOS中断打印了该程序中定义字符串msg1(之所以前面执行一次0x03功能是为了先定位一下坐标信息，此处使用ah作为功能号的习惯也通用到了系统调用处，系统调用使用ax作为功能号的参数设置寄存器)；

然后执行read_it子程序，说道该子程序的功能，首先还要了解一下build组合bootsect、setup和system三者的具体布局，这个布局就是bootsect占据一个扇区，setup占据之后的4个扇区，然后system占据之后的空间；由于在使用BIOS中断读取软盘参数的时候需要指定软盘磁道、磁头和扇区三个变量，且要读取的扇区很多(0x30000 byte)该，因此子程序实现的功能用到了几个参数，分别是sread、head和track，这三个参数是配合BIOS中断读取扇区用的，分别为扇区、磁头和磁道。另外还有一个sectors，该参数就是上面读取到的磁盘参数(一个磁道上的扇区数)；由于磁盘的总扇区块和柱面、磁头、扇区的对照关系，每读取完一个扇区就移动到下一个总扇区块，对应的柱面、磁头、扇区3个变量也需要进行对应修改，然后利用BIOS中断的int 0x13进行扇区读取，那么

对于ok1_read，该子函数为了判断磁道剩余扇区数量是否会超出段剩余空间，超出就要进行读取数量的截断工作；此处有个点就是ax为16 bit数据，然后0 - n对应的值就是n的64K(2^16)补值(-bx == 64K - 1 - bx + 1)，bx为在一个段中的偏移值(BIOS中断也是该寄存器存放要放置数据位置)，通过计算查看当前段时候可以容纳磁道上剩余扇区数量，如果可以容纳就进入ok2_head判断，不能容纳就裁剪读取数量为刚好存放段中剩余空间数量；

对于ok2_read，就是执行扇区读取，然后更新当前数据放置段、当前磁道、磁头和扇区信息：如果本周期读取扇区后没满一整个磁道扇区，那就说明本周期数据读取扇区数量经过了截断处理，也就是说需要进行换段操作，由于一个段读取数据量为64K，因此换段需要对es递增0x1000；如果没有，说明本周期刚好读取完毕了当前磁道的所有扇区，需要进行当前磁道、磁头和扇区信息修改指向下一个磁道；

然后共读取了0x30000 byte的数据，也就是196K数据到0x10000位置；

接着判断root_dev的有效性，如果根文件系统设备无效的话，就直接死循环；

然后bootsect引导部分就已经使用完毕，接着进入setup程序；

PS：一开始看《操作系统设计与实现》的时候，看了几章，越看越迷茫，感觉太理论了，因此选择了另外一个角度，即《linux内核完全注释》(感谢赵炯先生，除了内核解析本书还有相当量的硬件知识，收获颇丰)，看完之后，对实际的内核程序有了一定的认知，内容太过琐碎，难以总结为一个系统，因此开启这个系列，一方面是为了进行一次系统的疏导，另一方面也许有些中二，只是为了证明自己曾经来过；还有一方面，再读完linux 0.11之后，又看了一下linux 0.12，发现内容增加了颇多，感觉前路漫漫，写一下也是为了调整一下心态，之后视情况将之前准备提笔的STL解析也写一下；争取今年写完吧。。。