bootsect.S是执行的第一个文件
bootsect-loader在内和源码中对应的程序是 /Arch/i386/boot/bootsect.S 。下面将主要是针对此文件进行的分析。
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几个相关文件:
<1> /Arch/i386/boot/bootsect.S
<2> /include/linux/config.h
<3> /include/asm/boot.h
<4> /include/linux/autoconf.h
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引导过程分析:
对于Intel x86 PC , 开启电源后, 机器就会开始执行ROM
BIOS的一系列系统测试动作,包括检查RAM,keyboard,显示器,软硬磁盘等等。执行完bios的系统测试之后,紧接着控制权会转移给ROM中
的启动程序(ROM bootstrap routine);这个程序会将磁盘上的第0轨第0扇区(叫boot sector或MBR ,
系统的引导程序就放在此处)读入内存中,并放到自0x07C0:0x0000开始的512个字节处;然后处理机将跳到此处开始执行这一引导程序;也即装入
MBR中的引导程序后, CS:IP = 0x07C0:0x0000 。加电后处理机运行在与8086相兼容的实模式下。
如果要用 bootsect-loader进行系统引导,则必须把bootsect.S编译连接后对应的二进制代码置于MBR
; 当ROM
BIOS 把bootsect.S编译连接后对应的二进制代码装入内存后,机器的控制权就完全转交给bootsect
;
也就是说,bootsect将是第一个被读入内存中并执行的程序。
Bootsect接管机器控制权后,将依次进行以下一些动作:
1. 首先,bootsect将它"自己"(自位置0x07C0:0x0000开始的512个字节)从被ROM
BIOS载入的地址0x07C0:0x0000处搬到0x9000:0000处;
这一任务由bootsect.S的前十条指令完成;第十一条指令“jmpi go,INITSEG”则把机器跳转到“新”的bootsect的“jmpi
go,INITSEG”后的那条指令“go: mov
di,#0x4000-12”;之后,继续执行bootsect的剩下的代码;在bootsect.S中定义了几个常量:
BOOTSEG = 0x07C0 bios 载入 MBR的约定位置的段址;
INITSEG = 0x9000 bootsect.S的前十条指令将自己搬到此处(段址)
SETUPSEG =0x9020 装入Setup.S的段址
SYSSEG =0x1000 系统区段址
对于这些常量可参见/include/asm/boot.h中的定义;这些常量在下面的分析中将会经常用到;
2.以0x9000:0x4000-12为栈底,建立自己的栈区;其中0x9000:0x4000-12到0x9000:0x4000的一十二个字节预留作磁盘参数表区;
3.
在0x9000:0x4000-12到0x9000:0x4000的一十二个预留字节中建立新的磁盘参数表,之所以叫“新”的磁盘参数表,是相对于
bios建立的磁盘参数表而言的。由于设计者考虑到有些老的bios不能准确地识别磁盘“每个磁道的扇区数”,从而导致bios建立的磁盘参数表妨碍磁盘
的最高性能发挥,所以,设计者就在bios建立的磁盘参数表的基础上通过枚举法测试,试图建立准确的“新”的磁盘参数表(这是在后继步骤中完成的);并把
参数表的位置由原来的0x0000:0x0078搬到0x9000:0x4000-12;且修改老的磁盘参数表区使之指向新的磁盘参数表;
4. 接下来就到了load_setup子过程;它调用0x13中断的第2号服务;把第0道第2扇区开始的连续的setup_sects
(为常量4)个扇区读到紧邻bootsect的内存区;,即0x9000:0x0200开始的2048个字节;而这四个扇区的内容即是/arch
/i386/boot/setup.S编译连接后对应的二进制代码;
也就是说,如果要用bootsect-loader进行系统引导,不仅必须把bootsect.S编译连接后对应的二进制代码置于MBR,而且还得把
setup.S编译连接后对应的二进制代码置于紧跟MBR后的连续的四个扇区中;当然,由于setup.S对应的可执行码是由bootsect装载的,所
以,在我们的这个项目中可以通过修改bootsect来根据需要随意地放置setup.S对应的可执行码;
5.load_setup子过程的唯一出口是probe_loop子过程;该过程通过枚举法测试磁盘“每个磁道的扇区数”;
6. 接下来几个子过程比较清晰易懂:打印我们熟悉的“Loading”;读入系统到0x1000:0x0000;
关掉软驱马达;根据的5步测出的“每个磁道的扇区数”确定磁盘类型;最后跳转到0x9000:0x0200,即setup.S对应的可执行码的入口,将机
器控制权转交setup.S;整个bootsect代码运行完毕;
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引导过程执行完后的内存印象图:
完成了系统的引导后,系统将进入到初始化处理阶段。系统的初始化分为实模式和保护模式两部分。
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