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发信人: jjksam (欢迎光临荔园晨风Linux版, InstallBBS版!), 信区: Linux
标  题: [转载] 我对linux启动的一点分析(三)
发信站: 荔园晨风BBS站 (Sun Dec  9 13:15:46 2001), 转信

【 以下文字转载自 jjksam 的信箱 】
【 原文由 jjksam@smth.org 所发表 】
发信人: babyant (云淡风清), 信区: KernelTech
标  题: [转载] 我对linux启动的一点分析(三)
发信站: BBS 水木清华站 (Sat Dec  8 08:45:12 2001)

setup.s

/*
 * setup.S  Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
 *
 * setup.s is responsible for getting the system data from the BIOS,
 * and putting them into the appropriate places in system memory.
 * both setup.s and system has been loaded by the bootblock.
 *
 * This code asks the bios for memory/disk/other parameters, and
 * puts them in a "safe" place: 0x90000-0x901FF, ie where the
 * boot-block used to be. It is then up to the protected mode
 * system to read them from there before the area is overwritten
 * for buffer-blocks.
 *
 * Move PS/2 aux init code to psaux.c
 * (troyer@saifr00.cfsat.Honeywell.COM) 03Oct92
 *
 * some changes and additional features by Christoph Niemann,
 * March 1993/June 1994 (Christoph.Niemann@linux.org)
 *
 * add APM BIOS checking by Stephen Rothwell, May 1994
 * (sfr@canb.auug.org.au)
 *
 * High load stuff, initrd support and position independency
 * by Hans Lermen & Werner Almesberger, February 1996
 * <lermen@elserv.ffm.fgan.de>, <almesber@lrc.epfl.ch>
 *
 * Video handling moved to video.S by Martin Mares, March 1996
 * <mj@k332.feld.cvut.cz>
 *
 * Extended memory detection scheme retwiddled by orc@pell.chi.il.us (david
 * parsons) to avoid loadlin confusion, July 1997
 *
 * Transcribed from Intel (as86) -> AT&T (gas) by Chris Noe, May 1999.
 * <stiker@northlink.com>
 *
 * Fix to work around buggy BIOSes which dont use carry bit correctly
 * and/or report extended memory in CX/DX for e801h memory size detection
 * call.  As a result the kernel got wrong figures.  The int15/e801h docs
 * from Ralf Brown interrupt list seem to indicate AX/BX should be used
 * anyway.  So to avoid breaking many machines (presumably there was a reaso
n
 * to orginally use CX/DX instead of AX/BX), we do a kludge to see
 * if CX/DX have been changed in the e801 call and if so use AX/BX .
 * Michael Miller, April 2001 <michaelm@mjmm.org>
 *
 */
#include <linux/config.h>
#include <asm/segment.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/compile.h>
#include <asm/boot.h>
#include <asm/e820.h>
/* Signature words to ensure LILO loaded us right */
#define SIG1 0xAA55
#define SIG2 0x5A5A
INITSEG  = DEF_INITSEG  # 0x9000, we move boot here, out of the way
SYSSEG   = DEF_SYSSEG  # 0x1000, system loaded at 0x10000 (65536).
SETUPSEG = DEF_SETUPSEG  # 0x9020, this is the current segment
    # ... and the former contents of CS
DELTA_INITSEG = SETUPSEG - INITSEG # 0x0020
.code16
.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text
start:
 jmp trampoline
# This is the setup header, and it must start at %cs:2 (old 0x9020:2)
  .ascii "HdrS"  # header signature
  .word 0x0202  # header version number (>= 0x0105)
     # or else old loadlin-1.5 will fail)
realmode_swtch: .word 0, 0  # default_switch, SETUPSEG
start_sys_seg: .word SYSSEG
  .word kernel_version # pointing to kernel version string
     # above section of header is compatible
     # with loadlin-1.5 (header v1.5). Don't
     # change it.
type_of_loader: .byte 0  # = 0, old one (LILO, Loadlin,
     #      Bootlin, SYSLX, bootsect...)
     # See Documentation/i386/boot.txt for
     # assigned ids
# flags, unused bits must be zero (RFU) bit within loadflags
loadflags:
LOADED_HIGH = 1   # If set, the kernel is loaded high
CAN_USE_HEAP = 0x80   # If set, the loader also has set
     # heap_end_ptr to tell how much
     # space behind setup.S can be used for
     # heap purposes.
     # Only the loader knows what is free
#ifndef __BIG_KERNEL__
  .byte 0
#else
  .byte LOADED_HIGH
#endif
setup_move_size: .word  0x8000  # size to move, when setup is not
     # loaded at 0x90000. We will move setup
     # to 0x90000 then just before jumping
     # into the kernel. However, only the
     # loader knows how much data behind
     # us also needs to be loaded.
code32_start:    # here loaders can put a different
     # start address for 32-bit code.
#ifndef __BIG_KERNEL__
  .long 0x1000  #   0x1000 = default for zImage
#else
  .long 0x100000 # 0x100000 = default for big kernel
#endif
ramdisk_image: .long 0  # address of loaded ramdisk image
     # Here the loader puts the 32-bit
     # address where it loaded the image.
     # This only will be read by the kernel.
ramdisk_size: .long 0  # its size in bytes
bootsect_kludge:                        ;由bootsect.s调用9020h:bootsect_help
er,这个子过程
                                        ;原本属于bootsect.s,但他只有512B,因此
放不下
  .word  bootsect_helper, SETUPSEG
heap_end_ptr: .word modelist+1024 # (Header version 0x0201 or later)
     # space from here (exclusive) down to
     # end of setup code can be used by setup
     # for local heap purposes.
pad1:  .word 0
cmd_line_ptr: .long 0   # (Header version 0x0202 or later)
     # If nonzero, a 32-bit pointer
     # to the kernel command line.
     # The command line should be
     # located between the start of
     # setup and the end of low
     # memory (0xa0000), or it may
     # get overwritten before it
     # gets read.  If this field is
     # used, there is no longer
     # anything magical about the
     # 0x90000 segment; the setup
     # can be located anywhere in
     # low memory 0x10000 or higher.
trampoline: call start_of_setup
  .space 1024
# End of setup header #####################################################
start_of_setup:
# Bootlin depends on this being done early
 movw $0x01500, %ax
 movb $0x81, %dl
 int $0x13                   ;get disk type
#ifdef SAFE_RESET_DISK_CONTROLLER
# Reset the disk controller.
 movw $0x0000, %ax
 movb $0x80, %dl
 int $0x13
#endif
# Set %ds = %cs, we know that SETUPSEG = %cs at this point
 movw %cs, %ax  # aka SETUPSEG
 movw %ax, %ds
# Check signature at end of setup
 cmpw $SIG1, setup_sig1       ;如果不是用bootsect.s启动,而是lilo,他只会load
 setup.s的头4个扇区
 jne bad_sig
 cmpw $SIG2, setup_sig2
 jne bad_sig
 jmp good_sig1
# Routine to print asciiz string at ds:si
prtstr:
 lodsb
 andb %al, %al
 jz fin
 call prtchr
 jmp prtstr
fin: ret
# Space printing
prtsp2: call prtspc  # Print double space
prtspc: movb $0x20, %al # Print single space (note: fall-thru)
# Part of above routine, this one just prints ascii al
prtchr: pushw %ax
 pushw %cx
 xorb %bh, %bh
 movw $0x01, %cx
 movb $0x0e, %ah
 int $0x10
 popw %cx
 popw %ax
 ret
beep: movb $0x07, %al
 jmp prtchr
no_sig_mess: .string "No setup signature found ..."
good_sig1:
 jmp good_sig
# We now have to find the rest of the setup code/data
bad_sig:
 movw %cs, %ax   ;SETUPSEG = 9020h
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  ;INITSEG = 9000h
 movw %ax, %ds
 xorb %bh, %bh
 movb (497), %bl   ;get setup sect from bootsect,即使用lilo启动,也少不了加载
bootsect.s
 subw $4, %bx    ;LILO loads 4 sectors of setup
 shlw $8, %bx    ;convert to words (1sect=2^8 words)
 movw %bx, %cx
 shrw $3, %bx    ;convert to segment
 addw $SYSSEG, %bx
 movw %bx, %cs:start_sys_seg          ;实际压缩内核的起始段,??可见syssize=k
ernelsize + setupsize - 4才能保证压缩内核被完全加载到了内存,大内核覆盖了1000
:0又怎么办?
# Move rest of setup code/data to here
 movw $2048, %di   ;four sectors loaded by LILO
 subw %si, %si
 movw %cs, %ax   ;aka SETUPSEG
 movw %ax, %es
 movw $SYSSEG, %ax
 movw %ax, %ds
 rep
 movsw
 movw %cs, %ax   ;aka SETUPSEG
 movw %ax, %ds
 cmpw $SIG1, setup_sig1
 jne no_sig
 cmpw $SIG2, setup_sig2
 jne no_sig
 jmp good_sig
no_sig:
 lea no_sig_mess, %si
 call prtstr
no_sig_loop:                                    ;无标志则死机
 jmp no_sig_loop
good_sig:
 movw %cs, %ax   ;aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax   ;aka INITSEG
 movw %ax, %ds                        ;ds = 9000h
# Check if an old loader tries to load a big-kernel
 testb $LOADED_HIGH, %cs:loadflags ;Do we have a big kernel?
 jz loader_ok   ;No, no danger for old loaders.
 cmpb $0, %cs:type_of_loader   ;Do we have a loader that
      ;can deal with us?
 jnz loader_ok   ;Yes, continue.
 pushw %cs    ;No, we have an old loader,
 popw %ds    ;die.
 lea loader_panic_mess, %si
 call prtstr
 jmp no_sig_loop
loader_panic_mess: .string "Wrong loader, giving up..."
loader_ok:
     ;取内存容量到9000:0002,设置键盘的拍发速率MAX(30)及延迟时间为0,调用子过
程video(在video模块中,其源程序是video.S)检查显卡及其参数;
   ;将第一个硬盘参数表读入9000:0080;
   ;检查有无第二个硬盘,有则将其参数表读入9000:0090,无则此段内存清零;
   ;检查有无PS/2鼠标,无则将9000:01FF字节清零,有则将0xAA填入;
   ;检查有无BIOS增强电源管理,无则9000:0064清零,有则在9000:0064 ~ 0080填入
相应值
# Get memory size (extended mem, kB)
 xorl %eax, %eax
 movl %eax, (0x1e0)
#ifndef STANDARD_MEMORY_BIOS_CALL
 movb %al, (E820NR)
# Try three different memory detection schemes.  First, try
# e820h, which lets us assemble a memory map, then try e801h,
# which returns a 32-bit memory size, and finally 88h, which
# returns 0-64m
# method E820H:
# the memory map from hell.  e820h returns memory classified into
# a whole bunch of different types, and allows memory holes and
# everything.  We scan through this memory map and build a list
# of the first 32 memory areas, which we return at [E820MAP].
# This is documented at http://www.teleport.com/~acpi/acpihtml/topic245.htm
#define SMAP  0x534d4150
meme820:
 xorl %ebx, %ebx   # continuation counter
 movw $E820MAP, %di   # point into the whitelist
      # so we can have the bios
      # directly write into it.
jmpe820:
 movl $0x0000e820, %eax  # e820, upper word zeroed
 movl $SMAP, %edx   # ascii 'SMAP'
 movl $20, %ecx   # size of the e820rec
 pushw %ds    # data record.
 popw %es
 int $0x15    # make the call
 jc bail820    # fall to e801 if it fails
 cmpl $SMAP, %eax   # check the return is `SMAP'
 jne bail820    # fall to e801 if it fails
# cmpl $1, 16(%di)   # is this usable memory?
# jne again820
 # If this is usable memory, we save it by simply advancing %di by
 # sizeof(e820rec).
 #
good820:
 movb (E820NR), %al   # up to 32 entries
 cmpb $E820MAX, %al
 jnl bail820
 incb (E820NR)
 movw %di, %ax
 addw $20, %ax
 movw %ax, %di
again820:
 cmpl $0, %ebx   # check to see if
 jne jmpe820    # %ebx is set to EOF
bail820:
# method E801H:
# memory size is in 1k chunksizes, to avoid confusing loadlin.
# we store the 0xe801 memory size in a completely different place,
# because it will most likely be longer than 16 bits.
# (use 1e0 because that's what Larry Augustine uses in his
# alternative new memory detection scheme, and it's sensible
# to write everything into the same place.)
meme801:
 stc     # fix to work around buggy
 xorw %cx,%cx    # BIOSes which dont clear/set
 xorw %dx,%dx    # carry on pass/error of
      # e801h memory size call
      # or merely pass cx,dx though
      # without changing them.
 movw $0xe801, %ax
 int $0x15
 jc mem88
 cmpw $0x0, %cx   # Kludge to handle BIOSes
 jne e801usecxdx   # which report their extended
 cmpw $0x0, %dx   # memory in AX/BX rather than
 jne e801usecxdx   # CX/DX.  The spec I have read
 movw %ax, %cx   # seems to indicate AX/BX
 movw %bx, %dx   # are more reasonable anyway...
e801usecxdx:
 andl $0xffff, %edx   # clear sign extend
 shll $6, %edx   # and go from 64k to 1k chunks
 movl %edx, (0x1e0)   # store extended memory size
 andl $0xffff, %ecx   # clear sign extend
  addl %ecx, (0x1e0)   # and add lower memory into
      # total size.
# Ye Olde Traditional Methode.  Returns the memory size (up to 16mb or
# 64mb, depending on the bios) in ax.
mem88:
#endif
 movb $0x88, %ah
 int $0x15
 movw %ax, (2)
# Set the keyboard repeat rate to the max
 movw $0x0305, %ax
 xorw %bx, %bx
 int $0x16
# Check for video adapter and its parameters and allow the
# user to browse video modes.
 call video    # NOTE: we need %ds pointing
      # to bootsector
# Get hd0 data...
 xorw %ax, %ax
 movw %ax, %ds
 ldsw (4 * 0x41), %si
 movw %cs, %ax   # aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  # aka INITSEG
 pushw %ax
 movw %ax, %es
 movw $0x0080, %di
 movw $0x10, %cx
 pushw %cx
 cld
 rep
  movsb
# Get hd1 data...
 xorw %ax, %ax
 movw %ax, %ds
 ldsw (4 * 0x46), %si
 popw %cx
 popw %es
 movw $0x0090, %di
 rep
 movsb
# Check that there IS a hd1 :-)
 movw $0x01500, %ax
 movb $0x81, %dl
 int $0x13
 jc no_disk1
 cmpb $3, %ah
 je is_disk1
no_disk1:
 movw %cs, %ax   # aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax   # aka INITSEG
 movw %ax, %es
 movw $0x0090, %di
 movw $0x10, %cx
 xorw %ax, %ax
 cld
 rep
 stosb
is_disk1:
# check for Micro Channel (MCA) bus
 movw %cs, %ax   # aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  # aka INITSEG
 movw %ax, %ds
 xorw %ax, %ax
 movw %ax, (0xa0)   # set table length to 0
 movb $0xc0, %ah
 stc
 int $0x15    # moves feature table to es:bx
 jc no_mca
 pushw %ds
 movw %es, %ax
 movw %ax, %ds
 movw %cs, %ax   # aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  # aka INITSEG
 movw %ax, %es
 movw %bx, %si
 movw $0xa0, %di
 movw (%si), %cx
 addw $2, %cx    # table length is a short
 cmpw $0x10, %cx
 jc sysdesc_ok
 movw $0x10, %cx   # we keep only first 16 bytes
sysdesc_ok:
 rep
 movsb
 popw %ds
no_mca:
# Check for PS/2 pointing device
 movw %cs, %ax   # aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  # aka INITSEG
 movw %ax, %ds
 movw $0, (0x1ff)   # default is no pointing device
 int $0x11    # int 0x11: equipment list
 testb $0x04, %al   # check if mouse installed
 jz no_psmouse
 movw $0xAA, (0x1ff)   # device present
no_psmouse:
#if defined(CONFIG_APM) || defined(CONFIG_APM_MODULE)
# Then check for an APM BIOS...
      # %ds points to the bootsector
 movw $0, 0x40   # version = 0 means no APM BIOS
 movw $0x05300, %ax   # APM BIOS installation check
 xorw %bx, %bx
 int $0x15
 jc done_apm_bios   # Nope, no APM BIOS
 cmpw $0x0504d, %bx   # Check for "PM" signature
 jne done_apm_bios   # No signature, no APM BIOS
 andw $0x02, %cx   # Is 32 bit supported?
 je done_apm_bios   # No 32-bit, no (good) APM BIOS
 movw $0x05304, %ax   # Disconnect first just in case
 xorw %bx, %bx
 int $0x15    # ignore return code
 movw $0x05303, %ax   # 32 bit connect
 xorl %ebx, %ebx
 xorw %cx, %cx   # paranoia :-)
 xorw %dx, %dx   #   ...
 xorl %esi, %esi   #   ...
 xorw %di, %di   #   ...
 int $0x15
 jc no_32_apm_bios   # Ack, error.
 movw %ax,  (66)   # BIOS code segment
 movl %ebx, (68)   # BIOS entry point offset
 movw %cx,  (72)   # BIOS 16 bit code segment
 movw %dx,  (74)   # BIOS data segment
 movl %esi, (78)   # BIOS code segment lengths
 movw %di,  (82)   # BIOS data segment length
# Redo the installation check as the 32 bit connect
# modifies the flags returned on some BIOSs
 movw $0x05300, %ax   # APM BIOS installation check
 xorw %bx, %bx
 xorw %cx, %cx   # paranoia
 int $0x15
 jc apm_disconnect   # error -> shouldn't happen
 cmpw $0x0504d, %bx   # check for "PM" signature
 jne apm_disconnect   # no sig -> shouldn't happen
 movw %ax, (64)   # record the APM BIOS version
 movw %cx, (76)   # and flags
 jmp done_apm_bios
apm_disconnect:     # Tidy up
 movw $0x05304, %ax   # Disconnect
 xorw %bx, %bx
 int $0x15    # ignore return code
 jmp done_apm_bios
no_32_apm_bios:
 andw $0xfffd, (76)   # remove 32 bit support bit
done_apm_bios:
#endif
# Now we want to move to protected mode ...
 cmpw $0, %cs:realmode_swtch
 jz rmodeswtch_normal
 lcall %cs:realmode_swtch              ;9020h:default_switch
 jmp rmodeswtch_end
rmodeswtch_normal:
        pushw %cs
 call default_switch
rmodeswtch_end:
# we get the code32 start address and modify the below 'jmpi'
# (loader may have changed it)
 movl %cs:code32_start, %eax
 movl %eax, %cs:code32
# Now we move the system to its rightful place ... but we check if we have a

# big-kernel. In that case we *must* not move it ...
 testb $LOADED_HIGH, %cs:loadflags
 jz do_move0   # .. then we have a normal low
      # loaded zImage
      # .. or else we have a high
      # loaded bzImage
 jmp end_move   # ... and we skip moving
do_move0:                                       ;普通内核-->0100:0h
 movw $0x100, %ax   ;start of destination segment
 movw %cs, %bp   ;aka SETUPSEG
 subw $DELTA_INITSEG, %bp  ;aka INITSEG
 movw %cs:start_sys_seg, %bx  ;start of source segment
 cld
do_move:
 movw %ax, %es   ;destination segment
 incb %ah    ;instead of add ax,#0x100=4k
 movw %bx, %ds   ;source segment
 addw $0x100, %bx
 subw %di, %di
 subw %si, %si
 movw  $0x800, %cx                     ;4k bytes
 rep
 movsw
 cmpw %bp, %bx   ;assume start_sys_seg > 0x200,
      ;so we will perhaps read one
      ;page more than needed, but
      ;never overwrite INITSEG
      ;because destination is a
      ;minimum one page below source
 jb do_move
end_move:
# then we load the segment descriptors
 movw %cs, %ax   ;aka SETUPSEG
 movw %ax, %ds
# Check whether we need to be downward compatible with version <=201
 cmpl $0, cmd_line_ptr
 jne end_move_self  ;loader uses version >=202 features
 cmpb $0x20, type_of_loader
 je end_move_self  ;bootsect loader, we know of it
# Boot loader doesnt support boot protocol version 2.02.
# If we have our code not at 0x90000, we need to move it there now.
# We also then need to move the params behind it (commandline)
# Because we would overwrite the code on the current IP, we move
# it in two steps, jumping high after the first one.
 movw %cs, %ax
 cmpw $SETUPSEG, %ax
 je end_move_self
 cli     # make sure we really have
      # interrupts disabled !
      # because after this the stack
      # should not be used
 subw $DELTA_INITSEG, %ax  # aka INITSEG
 movw %ss, %dx
 cmpw %ax, %dx
 jb move_self_1
 addw $INITSEG, %dx
 subw %ax, %dx   # this will go into %ss after
      # the move
move_self_1:
 movw %ax, %ds
 movw $INITSEG, %ax   # real INITSEG
 movw %ax, %es
 movw %cs:setup_move_size, %cx
 std     # we have to move up, so we use
      # direction down because the
      # areas may overlap
 movw %cx, %di
 decw %di
 movw %di, %si
 subw $move_self_here+0x200, %cx
 rep
 movsb
 ljmp $SETUPSEG, $move_self_here
move_self_here:
 movw $move_self_here+0x200, %cx
 rep
 movsb
 movw $SETUPSEG, %ax
 movw %ax, %ds
 movw %dx, %ss
end_move_self:     ;now we are at the right place
 lidt idt_48    ;load idt with 0,0
 xorl %eax, %eax   ;Compute gdt_base
 movw %ds, %ax   ;(Convert %ds:gdt to a linear ptr)
 shll $4, %eax
 addl $gdt, %eax
 movl %eax, (gdt_48+2)
 lgdt gdt_48    ;load gdt with whatever is
      ;appropriate
# that was painless, now we enable a20
 call empty_8042
 movb $0xD1, %al   ;command write
 outb %al, $0x64
 call empty_8042
 movb $0xDF, %al   ;A20 on
 outb %al, $0x60
 call empty_8042
#
# You must preserve the other bits here. Otherwise embarrasing things
# like laptops powering off on boot happen. Corrected version by Kira
# Brown from Linux 2.2
#
 inb $0x92, %al   #
 orb $02, %al   ;"fast A20" version
 outb %al, $0x92   ;some chips have only this
# wait until a20 really *is* enabled; it can take a fair amount of
# time on certain systems; Toshiba Tecras are known to have this
# problem.  The memory location used here (0x200) is the int 0x80
# vector, which should be safe to use.
 xorw %ax, %ax   ;segment 0x0000
 movw %ax, %fs                        ;fs=0h
 decw %ax    ;segment 0xffff (HMA)
 movw %ax, %gs                        ;gs=ffffh
a20_wait:
 incw %ax    ;unused memory location <0xfff0
 movw %ax, %fs:(0x200)  ;we use the "int 0x80" vector
 cmpw %gs:(0x210), %ax  ;and its corresponding HMA addr
 je a20_wait   ;loop until no longer aliased
# make sure any possible coprocessor is properly reset..
 xorw %ax, %ax
 outb %al, $0xf0
 call delay
 outb %al, $0xf1
 call delay
# well, that went ok, I hope. Now we mask all interrupts - the rest
# is done in init_IRQ().
 movb $0xFF, %al   ;mask all interrupts for now
 outb %al, $0xA1
 call delay
 movb $0xFB, %al   ;mask all irq's but irq2 which
 outb %al, $0x21   ;is cascaded
# Well, that certainly wasn't fun :-(. Hopefully it works, and we don't
# need no steenking BIOS anyway (except for the initial loading :-).
# The BIOS-routine wants lots of unnecessary data, and it's less
# "interesting" anyway. This is how REAL programmers do it.
#
# Well, now's the time to actually move into protected mode. To make
# things as simple as possible, we do no register set-up or anything,
# we let the gnu-compiled 32-bit programs do that. We just jump to
# absolute address 0x1000 (or the loader supplied one),
# in 32-bit protected mode.
#
# Note that the short jump isn't strictly needed, although there are
# reasons why it might be a good idea. It won't hurt in any case.
 movw $1, %ax    ;protected mode (PE) bit
 lmsw %ax    ;This is it! 切换保护模式有两种 mov cr0,1 ; lmsw 1
 jmp flush_instr                     ;清CPU指令预取队列
flush_instr:
 xorw %bx, %bx   ;Flag to indicate a boot
 xorl %esi, %esi   ;Pointer to real-mode code
 movw %cs, %si
 subw $DELTA_INITSEG, %si
 shll $4, %esi   ;Convert to 32-bit pointer
# NOTE: For high loaded big kernels we need a
# jmpi    0x100000,__KERNEL_CS
#
# but we yet haven't reloaded the CS register, so the default size
# of the target offset still is 16 bit.
#       However, using an operant prefix (0x66), the CPU will properly
# take our 48 bit far pointer. (INTeL 80386 Programmer's Reference
# Manual, Mixing 16-bit and 32-bit code, page 16-6)
 .byte 0x66, 0xea   ;prefix + jmpi-opcode = jmpi code32 10h(__Kernel_cs)
code32: .long 0x1000    ;will be set to 0x100000
      ;for big kernels
 .word __KERNEL_CS                     ;10h,16 bit CS segment selector: the
2nd entry of GDT
# Here's a bunch of information about your current kernel..
kernel_version: .ascii UTS_RELEASE
  .ascii " ("
  .ascii LINUX_COMPILE_BY
  .ascii "@"
  .ascii LINUX_COMPILE_HOST
  .ascii ") "
  .ascii UTS_VERSION
  .byte 0
# This is the default real mode switch routine.
# to be called just before protected mode transition
default_switch:
 cli     # no interrupts allowed !
 movb $0x80, %al   # disable NMI for bootup
      # sequence
 outb %al, $0x70
 lret
# This routine only gets called, if we get loaded by the simple
# bootsect loader _and_ have a bzImage to load.
# Because there is no place left in the 512 bytes of the boot sector,
# we must emigrate to code space here.
bootsect_helper:                                ;入口参数:ES:BX为当前段和偏

 cmpw $0, %cs:bootsect_es             ;第一次bootsect_es = 0,表1000:0h还未读
压缩内核
 jnz bootsect_second
 movb $0x20, %cs:type_of_loader       ;Loader is bootsect
 movw %es, %ax                        ;es = 1000h
 shrw $4, %ax
 movb %ah, %cs:bootsect_src_base+2    ;bootsect_src_base = 10000h
 movw %es, %ax
 movw %ax, %cs:bootsect_es            ;bootsect_es = 1000h
 subw $SYSSEG, %ax
 lret     ;nothing else to do for now
bootsect_second:                                ;读压缩内核了
 pushw %cx
 pushw %si
 pushw %bx
 testw %bx, %bx   ;64K full?
 jne bootsect_ex
 movw $0x8000, %cx   ;full 64K, INT15 moves words
 pushw %cs
 popw %es
 movw $bootsect_gdt, %si
 movw $0x8700, %ax
 int $0x15                           ;10000h --> 100000h
 jc bootsect_panic   ;this, if INT15 fails,死机
 movw %cs:bootsect_es, %es  ;恢复ES,第一次后永远是1000h,因为每读一个64k就进
行搬移,此时bx=0
 incb %cs:bootsect_dst_base+2  ;增加64K
bootsect_ex:                                    ;not 64K full
 movb %cs:bootsect_dst_base+2, %ah
 shlb $4, %ah    ;we now have the number of
      ;moved frames in %ax???
 xorb %al, %al
 popw %bx
 popw %si
 popw %cx
 lret
                                                ;Format of global descriptor
 table
bootsect_gdt:                                   ;全0,由BIOS使用
 .word 0, 0, 0, 0
 .word 0, 0, 0, 0
bootsect_src:                                   ;source segment length in by
tes
 .word 0xffff
bootsect_src_base:                              ;24-bit linear source addres
s, low byte first
 .byte 0x00, 0x00, 0x01  ;base = 0x010000
 .byte 0x93    ;typbyte,source segment access rights (93h)
 .word 0    ;limit16,base24 =0,386mode
bootsect_dst:
 .word 0xffff                          ;dest. segment length in bytes
bootsect_dst_base:
 .byte 0x00, 0x00, 0x10  ;base = 0x100000
 .byte 0x93    ;typbyte
 .word 0    ;limit16,base24 =0
 .word 0, 0, 0, 0   ;BIOS CS
 .word 0, 0, 0, 0   ;BIOS DS
                                                ;end of global description t
able
bootsect_es:
 .word 0
bootsect_panic:
 pushw %cs
 popw %ds
 cld
 leaw bootsect_panic_mess, %si
 call prtstr
bootsect_panic_loop:
 jmp bootsect_panic_loop
bootsect_panic_mess:
 .string "INT15 refuses to access high mem, giving up."
# This routine checks that the keyboard command queue is empty
# (after emptying the output buffers)
#
# Some machines have delusions that the keyboard buffer is always full
# with no keyboard attached...
#
# If there is no keyboard controller, we will usually get 0xff
# to all the reads.  With each IO taking a microsecond and
# a timeout of 100,000 iterations, this can take about half a
# second ("delay" == outb to port 0x80). That should be ok,
# and should also be plenty of time for a real keyboard controller
# to empty.
#
empty_8042:
 pushl %ecx
 movl $100000, %ecx
empty_8042_loop:
 decl %ecx
 jz empty_8042_end_loop
 call delay
 inb $0x64, %al   # 8042 status port
 testb $1, %al    # output buffer?
 jz no_output
 call delay
 inb $0x60, %al   # read it
 jmp empty_8042_loop
no_output:
 testb $2, %al    # is input buffer full?
 jnz empty_8042_loop   # yes - loop
empty_8042_end_loop:
 popl %ecx
 ret
# Read the cmos clock. Return the seconds in al
gettime:
 pushw %cx
 movb $0x02, %ah
 int $0x1a
 movb %dh, %al   # %dh contains the seconds
 andb $0x0f, %al
 movb %dh, %ah
 movb $0x04, %cl
 shrb %cl, %ah
 aad
 popw %cx
 ret
# Delay is needed after doing I/O
delay:
 outb %al,$0x80
 ret
# Descriptor tables
gdt:
 .word 0, 0, 0, 0   # dummy
 .word 0, 0, 0, 0   # unused
 .word 0xFFFF    # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
 .word 0    # base address = 0
 .word 0x9A00    # code read/exec
 .word 0x00CF    # granularity = 4096, 386
      #  (+5th nibble of limit)
 .word 0xFFFF    # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
 .word 0    # base address = 0
 .word 0x9200    # data read/write
 .word 0x00CF    # granularity = 4096, 386
      #  (+5th nibble of limit)
idt_48:
 .word 0    # idt limit = 0
 .word 0, 0    # idt base = 0L
gdt_48:
 .word 0x8000    # gdt limit=2048,
      #  256 GDT entries
 .word 0, 0    # gdt base (filled in later)
# Include video setup & detection code
#include "video.S"
# Setup signature -- must be last
setup_sig1: .word SIG1
setup_sig2: .word SIG2
# After this point, there is some free space which is used by the video mode

# handling code to store the temporary mode table (not used by the kernel).
modelist:
.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:
1.检查setup模块结尾处的完整性标记setup_sig1和setup_sig2
2.setup完整加载后,start_sys_seg:0000被设置为真正的压缩内核始址
3.利用BIOS提供的功能,取内存容量到9000:0002,设置键盘的拍发速率MAX(30)及延迟
时间为0,调用子过程video(在video模块中,其源程序是video.S)检查显卡及其参数;

将第一个硬盘参数表读入9000:0080;
检查有无第二个硬盘,有则将其参数表读入9000:0090,无则此段内存清零;
检查有无PS/2鼠标,无则将9000:01FF字节清零,有则将0xAA填入;
检查有无BIOS增强电源管理,无则9000:0064清零,有则在9000:0064 ~ 0080填入相应值

4.检查标识realmode_swtch,做实模式切换准备
5.对大内核设置相应code32的值,普通内核则从当前位置SYSSEG segment移至0x100 seg
ment
6.初始化IDTR和GDTR
7.enable A20; 设协处理器
8.设置CR0的PE位,进入保护模式
9.跳转到压缩内核,继续运行

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※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 137.194.8.113]
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※ 转载:·荔园晨风BBS站 bbs.szu.edu.cn·[FROM: 192.168.0.146]


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