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在内核安装代码的第一步
#https://0xax.gitbooks.io/linux-insides/content/Booting/linux-bootstrap-2.html
内核启动的第一步
在上一节中我们开始接触到内核启动代码,并且分析了初始化部分,最后我们停在了对main函数(main函数是第一个用C写的函数)的调用(main函数位于arch/x86/boot/main.c。
在这一节中我们将继续对内核启动过程的研究,我们将
- 认识
保护模式 - 如何从实模式进入保护模式
- 堆和字符界面初始化
- 内存检测,cpu验证,键盘初始化
- 还有更多
现在让我们开始我们的旅程
保护模式
在操作系统可以使用Intel 64位CPU的长模式之前,内核必须首先将CPU切换到保护模式运行。
什么是保护模式?保护模式于1982年被引入到Intel CPU家族,并且从那之后,知道Intel 64出现,保护模式都是Intel CPU的主要运行模式。
淘汰实模式的主要原因是因为在实模式下,系统能够访问的内存非常有限。如果你还记得我们在上一节说的,在实模式下,系统最多只能访问1M内存,而且在很多时候,实际能够访问的内存只有640K。
保护模式带来了很多的改变,不过只要的改变都集中在内存管理方法。在保护模式中,实模式的20位地址线被替换成32位地址线,因此系统可以访问多大4GB的地址空间。另外,在保护模式中引入了内存分页功能,在后面我们将介绍这个功能。
保护模式提供了2种完全不同的内存关机机制:
- 段式内存管理
- 内存分页
在这一节中,我们只介绍段式内存管理,内存分页我们将在后面的章节进行介绍。
在上一节中我们说过,在实模式下,一个物理地址是由2个部分组成的:
- 内存段的基地址
- 从基地址开始的偏移
通过这2个信息,我们可以通过下面的公式计算出对应的物理地址
PhysicalAddress = Segment * 16 + Offset
在保护模式中,内存段的定义Memory segmentation was completely redone in protected mode. There are no 64 Kilobyte fixed-size segments. Instead, the size and location of each segment is described by an associated data structure called Segment Descriptor. The segment descriptors are stored in a data structure called Global Descriptor Table (GDT).