一、bootloader代码
|
#计算机启动运行在实模式,主要经过以下几个步骤进入保护模式 .text #.code16表示16位代码段 .code16 .global start start: #1、将ds、es和ss段寄存器均设置成cs段寄存器的值，并将栈顶指针esp指向0x7c00，栈向低地址增长。这步操作其实也可省略，因为在16位代码段中还用不到其他段寄存器，在需要使用的时候再初始 #化也不迟。 movw %cs,%ax movw %ax,%ds # -> Data Segment movw %ax,%es # -> Extra Segment movw %ax,%ss # -> Stack Segment movl $0x7C00,%esp
#2、关中断，在后面我们在内存中会建立中断向量表，所以事先关好中断，防止在建表过程中来了中断，所以事先屏蔽，防止这种情况产生。 cli
#3、打开地址线A20。实际上若我们使用qemu跑这个程序时，A20默认已经打开了，但为了兼容性，最好还是手动将A20地址线打开，读者可以试一试将打开A20代码删去后，在保护模式(32位代码段#)下用回滚机制测试时是否仍然显示字符 #8042(键盘控制器)端口的P21和A20相连，置1则打开 #0x64端口 读：位1=1 输入缓冲器满(0x60/0x64口有给8042的数据） #0x64端口 写: 0xd1->写8042的端口P2，比如位2控制P21 当写时，0x60端口提供数据，比如0xdf，这里面把P2置1 waitforbuffernull1: #先确定8042是不是为空,如果不为空，则一直等待 xorl %eax,%eax inb $0x64,%al testb $0x2,%al jnz waitforbuffernull1 #8042中没有命令，则开始向0x64端口发出写P2端口的命令 movb $0xd1,%al outb %al,$0x64 waitforbuffernull2: #再确定8042是不是为空,如果不为空，则一直等待 xorl %eax,%eax inb $0x64,%al testb $0x2,%al jnz waitforbuffernull2 #向0x60端口发送数据，即把P2端口设置为0xdf movb $0xdf,%al outb %al,$0x60
#在实模式下，不能通过BIOS中断输出字符来判断A20是否真的打开。因为16位代码段只能进行16位寻址，所以你无法访问到第20位，也就不可能判断A20是否为1了。 /* movl $0x1,%eax movl %eax,0x136f20 # loop forever if it isn't cmpl %eax,0x036f20 je disperror dispsuccess: movw $success ,%ax movw %ax ,%bp # es:bp = 串地址 movw $12 ,%cx # cs = 串长度 movw $0x1301 ,%ax # ah=0x13：显示字符串 ,al=0x1：显示输出方式 movw $0x000c ,%bx # bh=0 ：第0页, bl=0xc ：高亮 黑底红字 movb $0 ,%dl # 在0行0列显示 int $0x10 # 调用BIOS提供的int服务0x10的0x13功能：显示字符串 #ret disperror:*/
#4、加载gdtr，将内存中的gdt表结构读入gdtr寄存器 lgdt gdt_48
#5、打开保护模式，将cr0的位0置为1,一般而言BIOS中断只在实模式下进行调用 movl %cr0,%eax orl $0x1,%eax movl %eax,%cr0
#6、进入到32位代码段。0x8代表段选择子(16位)——0000000000001000，其中最后2为代表特权级，linux内核只使用了2个特权级(0和3)，00代表0特权级(内核级)，倒数第3位的代表是gdt(全局描述符表)还是idt(局部描述#符表)，0代表全局描述符表，前13位代表gdt的项数(第1项)，代码段。所以0x8代表特权级为0(内核级)的全局代码段,promode代表偏移地址。 ljmp $0x8,$promode
#7、32位代码段 promode: .code32 #注意、此时不能再像实模式下的16位代码段一样将ds、es、ss设置成cs的值了，因为此时是32位保护模式，将代码段和数据段分开了，尽管它们的基地址一样，段限长一样，即指向同一段地址空间，但 #两个段的属性不同，具体看IA32手册中对gdt表中的描述符属性。ds、es、ss均可看作数据段的内容，如果要设置的话，按如下代码进行设置。同样，此段程序中仍未用到这些段寄存器，所以这段代码可#写可不写，0x10按照选择子的描述——000000000001000，前13位代表gdt的项数(第2项),数据段。所以0x10代表特权级为0(内核级)的全局数据段。 movw $0x10,%ax movw %ax,%ds # -> Data Segment movw %ax,%es # -> Extra Segment movw %ax,%ss # -> Stack Segment #8、用回滚机制判断0x100000内存地址的数据和0x000000内存地址的数据是否相同，从而确定是否已经打开A20 movl $0x1,%eax movl %eax,0x100200 cmpl 0x000200,%eax #9、若两个内存的数据不相同，则说明A20为1，即A20地址线已经打开了，跳转到display程序中在VGA中显示字符'Y'，若没打开则跳转到loop0死循环。 jne display jmp loop0 #10、此时处于保护模式，不能调用BIOS中断，只能通过VGA来显示字符从而判断A20是否真的打开。 display: #11、0x18代表gdt的第3项，本程序中设置的是VGA段(显示器内存) movw $0x18,%ax movw %ax,%gs movl $((80*1+1)*2),%edi/*第11行，79列*/ movb $0x0c,%ah/*高四位表示黑底,低四位表示红字*/ movb $'Y',%al/*显示的字符*/ movw %ax,%gs:(%edi) loop0: /* 无限循环 */ jmp loop0 /*success: .string "open A20 Success!" error: .string "open A20 Error!"*/ #在内存中做一块GDT表 .align 2 gdt: .word 0,0,0,0
.word 0xFFFF #第1项 CS 基地址为0 .word 0x0000 .word 0x9A00 .word 0x00C0
.word 0xFFFF #第2项 DS 基地址为0 .word 0x0000 .word 0x9200 .word 0x00C0
.word 0xFFFF #第3项 VGA 基地址位0xb8000 .word 0x8000 .word 0x920b .word 0x0000 #将gdtr专用寄存器指向我们在内存中做的一块GDT表,GDTR寄存器格式:48位(高32位地址+低16位限长)，intel是小端方式 gdt_48: #gdt表限长 sizeof(gdt)-1 低地址，放在gdtr的低字节 .word 0x1f #gdt表基址 高地址，放在gdtr的高字节 .long gdt .org 0x1fe, 0x00 /* 0x1fe=510，表示从ret后的位置开始，直到510处结束的代码/数据空间，填写0x00 */ .word 0xaa55 /* 合法的主引导扇区标识 */ |
二、makefile代码
|
all:bootsector bootsector.o:bootsector.S as -o bootsector.o bootsector.S bootsector:bootsector.o ld --oformat binary -e start -Ttext 0x7c00 -o bootsector bootsector.o #bootmain.o run:bootsector qemu-system-i386 -fda bootsector clean: rm bootsector.o bootsector |
三、安装qemu环境，然后输入以下命令
make run