10.操作系统实战——二级引导器探查收集信息（检查CPU，获取内存布局，初始化内核栈，放置内核文件和字库文件，建立MMU页表，设置图形模式，显示LOGO）

最新推荐文章于 2024-01-26 20:34:46 发布

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分类专栏：操作系统文章标签：操作系统

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xystrive/article/details/121080173

该课程来自极客时间《操作系统实战45讲》，踩坑笔记，具体操作步骤见“显示logo”目录。

在二级引导器中，我们要检查 CPU 是否支持 64 位的工作模式、收集内存布局信息，看看是不是合乎我们操作系统的最低运行要求，还要设置操作系统需要的 MMU 页表、设置显卡模式、释放中文字体文件。

检查与收集机器信息

我们需要一个函数，来检查CPU的模式，收集内存信息，设置内核栈，设置内核字体，建立内核MMU页表数据。


//初始化machbstart_t结构体，清0,并设置一个标志
void machbstart_t_init(machbstart_t* initp)
{
   
   
    memset(initp,0,sizeof(machbstart_t));
    initp->mb_migc=MBS_MIGC;
    return;
}
void init_bstartparm()
{
   
   
    machbstart_t* mbsp = MBSPADR;//1MB的内存地址
    machbstart_t_init(mbsp);
    return;
}

这个函数一开始在内存1MB的地方初始化了一个我们上一讲说过的一个储存机器信息的数据结构。后续还会调用其他函数。

检查CPU

我们首先得弄清楚CPU能执行怎样的代码，是否支持64位长模式。需要两个函数：
第一个函数检查CPU是否支持CPUID指令 。
第二个函数用CPUID来检查CPU是否支持64位长模式。
如果有一条检查失败，我们就打印提示信息，并主动死机。


//通过改写Eflags寄存器的第21位，观察其位的变化判断是否支持CPUID
int chk_cpuid()
{
   
   
    int rets = 0;
    __asm__ __volatile__(
        "pushfl \n\t"
        "popl %%eax \n\t"
        "movl %%eax,%%ebx \n\t"
        "xorl $0x0200000,%%eax \n\t"
        "pushl %%eax \n\t"
        "popfl \n\t"
        "pushfl \n\t"
        "popl %%eax \n\t"
        "xorl %%ebx,%%eax \n\t"
        "jz 1f \n\t"
        "movl $1,%0 \n\t"
        "jmp 2f \n\t"
        "1: movl $0,%0 \n\t"
        "2: \n\t"
        : "=c"(rets)
        :
        :);
    return rets;
}
//检查CPU是否支持长模式
int chk_cpu_longmode()
{
   
   
    int rets = 0;
    __asm__ __volatile__(
        "movl $0x80000000,%%eax \n\t"
        "cpuid \n\t" //把eax中放入0x80000000调用CPUID指令
        "cmpl $0x80000001,%%eax \n\t"//看eax中返回结果
        "setnb %%al \n\t" //不为0x80000001,则不支持0x80000001号功能
        "jb 1f \n\t"
        "movl $0x80000001,%%eax \n\t"
        "cpuid \n\t"//把eax中放入0x800000001调用CPUID指令，检查edx中的返回数据
        "bt $29,%%edx  \n\t" //长模式 支持位  是否为1
        "setcb %%al \n\t"
        "1: \n\t"
        "movzx %%al,%%eax \n\t"
        : "=a"(rets)
        :
        :);
    return rets;
}
//检查CPU主函数
void init_chkcpu(machbstart_t *mbsp)
{
   
   
    if (!chk_cpuid())
    {
   
   
        kerror("Your CPU is not support CPUID sys is die!");
        CLI_HALT();
    }
    if (!chk_cpu_longmode())
    {
   
   
        kerror("Your CPU is not support 64bits mode sys is die!");
        CLI_HALT();
    }
    mbsp->mb_cpumode = 0x40;//如果成功则设置机器信息结构的cpu模式为64位
    return;
}