linux 内核0.11 学习（一）

从北京做完项目回来，老师也没安排做新项目，趁着这段自由时间学习一下linux内核。我参考的是赵炯的《linux内核完全注释》，源码是linux0.11.

首先不得不佩服intel，没有intel的cpu硬件设计，不可能有操作系统的出现，intel cpu提供了访问接口，中断控制，没有这些底层的基础，上层的代码就算再牛B也不可能控制底层的硬件。

 

linux 内核体系结构

linux作为一个操作系统，无非要包含内存管理，进程调度，文件系统，设备驱动这几个必不可少的模块。

 

 

 

 

 

 

linux 引导启动

 

以前一直不明白计算机的启动过程，为什么只要一按电源，系统就自动加载好了，计算机究竟做了哪些事？学了 linux引导启动后明白了点。linux的引导启动包含bootsect.s,setup.s,head.s三个文件，linux引导启动的任务就是把linux内核从硬盘读到内存中，设置全局变量描述符表和中断描述符表，最后把启动任务交给init/main.c。这三个文件都是用汇编语言写的，前两个是intel 汇编，后一个是AT & T汇编，幸好本科的时候还学过《80X86汇编语言程序设计》，有点汇编语言的功底，看源码也不是很费劲。这部分最难的是要知道cpu，8259等芯片的接口设计，对硬件知识要求较高。要我自己写这些代码那是难为我，要看明白还凑合。

 

bootsect.s

通过BIOS把bootsect.s读到内存的0x7c00处，当bootsect.s被执行时，它把自己移到0x90000处，并且把setup.s读到0x90200处，把内核的其他模块读到从0x10000开始到0x90000的内存空间。利用的都是BIOS中断，移动内存用rep movw 汇编命令。

 

setup.s

 

利用BIOS中断获取系统的数据，比如磁盘、显卡、内存等信息，保存到0x90000开始的位置，接下来把system代码模块从0x10000 ~0x90000空间移动到0x00000~0x80000空间。接下来加载全局描述符表寄存器和中断描述符表寄存器。最后设置CR0（机器状态字），进入保护模式。跳转到head.s.

 

head.s

 

加载各个数据段寄存器，重新设置中断描述符表idt，重新设置全局描述符表gdt。接下来设置管理内存的分页处理机制，内存分页处理机制包含一个页目录表和4个页表。页目录表有4个表项，每个表项描述一个也表的信息，每个页表的表项描述一页内存的信息。这4个页表是供内核使用的。最后运行main()程序。

 

 

 

 

 

 

 

实模式 和保护模式

 

实际上这两种模式的不同之处就在于寻址方式不同，实模式使用段地址和偏移地址来寻址，DS中保存的就是段的地址，只有16位，所以段的大小不能超过16KB，寻址范围不超过1M。

保护模式引进了一个段描述表，段描述符表项中记录的是段的信息：地址，长度...在保护模式中DS中保存的是某个描述符表项相对于这个表的偏移量，也就是要寻址的描述符表项。保护模式能过寻址的范围大得多，32位的可以达到64T。