Linux 0.11-做好准备工作-03

Posted 2022-12-01 热爱编程的大忽悠

Linux 0.11-做好准备工作-03

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做好准备工作

书接上回，上回书咱们说到，操作系统的代码最开头的 512 字节的数据，从硬盘的启动区先是被移动到了内存 0x7c00 处，然后又立刻被移动到 0x90000 处，并且跳转到此处往后再稍稍偏移 go 这个标签所代表的偏移地址处。

那我们接下来，就继续把我们的目光放在 go 这个标签的位置，跟着 CPU 的步伐往后看。

go: mov ax,cs
    mov ds,ax
    mov es,ax
    mov ss,ax
    mov sp,#0xFF00

全都是 mov 操作，那好办了。

这段代码的直接意思很容易理解，就是把 cs 寄存器的值分别复制给 ds、es 和 ss 寄存器，然后又把 0xFF00 给了 sp 寄存器。

回顾下 CPU 寄存器图。

cs 寄存器表示代码段寄存器，CPU 当前正在执行的代码在内存中的位置，就是由 cs:ip 这组寄存器配合指向的，其中 cs 是基址，ip 是偏移地址。

由于之前执行过一个段间跳转指令，还记得不？

jmpi go,0x9000

所以现在 cs 寄存器里的值就是 0x9000，ip 寄存器里的值是 go 这个标签的偏移地址。那这三个 mov 指令就分别给 ds、es 和 ss 寄存器赋值为了 0x9000。

ds 为数据段寄存器，之前我们说过了，当时它被复制为 0x07c0，是因为之前的代码在 0x7c00 处，现在代码已经被挪到了 0x90000 处，所以现在自然又改赋值为 0x9000 了。

es 是扩展段寄存器，仅仅是个扩展，不是主角，先不用理它。

ss 为栈段寄存器，后面要配合栈基址寄存器 sp 来表示此时的栈顶地址。而此时 sp 寄存器被赋值为了 0xFF00 了，所以目前的栈顶地址就是 ss:sp 所指向的地址 0x9FF00 处。

其实到这里，操作系统的一些最最最最基础的准备工作，就做好了。都做了些啥事呢？

第一，代码从硬盘移到内存，又从内存挪了个地方，放在了 0x90000 处。

第二，数据段寄存器 ds 和代码段寄存器 cs 此时都被设置为了 0x9000，也就为跳转代码和访问内存数据，奠定了同一个内存的基址地址，方便了跳转和内存访问，因为仅仅需要指定偏移地址即可了。

第三，栈顶地址被设置为了 0x9FF00，具体表现为栈段寄存器 ss 为 0x9000，栈基址寄存器 sp 为 0xFF00。栈是向下发展的，这个栈顶地址 0x9FF00 要远远大于此时代码所在的位置 0x90000，所以栈向下发展就很难撞见代码所在的位置，也就比较安全。这也是为什么给栈顶地址设置为这个值的原因，其实只需要离代码的位置远远的即可。

做好这些基础工作后，接下来就又该折腾了其他事了。

总结拔高一下，这一部分其实就是把代码段寄存器 cs，数据段寄存器 ds，栈段寄存器 ss 和栈基址寄存器 sp 分别设置好了值，方便后续使用。

再拔高一下，其实操作系统在做的事情，就是给如何访问代码，如何访问数据，如何访问栈进行了一下内存的初步规划。其中访问代码和访问数据的规划方式就是设置了一个基址而已，访问栈就是把栈顶指针指向了一个远离代码位置的地方而已。

所以，千万别多想，就这么点事儿。那再给大家留个作业，把当前的内存布局画出来，告诉我现在 cs、ip、ds、ss、sp 这些寄存器的值，在内存布局中的位置。

好了，接下来我们应该干什么呢？我们回忆下，我们目前仅仅把硬盘中 512 字节加载到内存中了，但操作系统还有很多代码仍然在硬盘里，不能抛下他们不管呀。

所以你猜下一步要干嘛了？

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参考

有关段寄存器的详细信息，可以参考 Intel 手册：

Volume 1 Chapter 3.4.2 Segment Registers

其中有一张图清晰地描述了三种段寄存器的作用。

正如我们本回所涉及到的讲述一样，CS 是代码段寄存器，就是执行代码的时候带着这里存的基地址。DS 是数据段寄存器，就是访问数据的时候带着这里的基地址。SS 是栈段寄存器，就是访问栈时带着这里的基地址。

所以本回的代码，正如标题所说，就是做好最最基础的准备工作。但要从更伟大的战略意义上讲，它其实是按照 Intel 手册上要求的，老老实实把这三类段寄存器的值设置好，达到了初步规划内存的目的。

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