Linux kernel bootsect

本文的目的，在于将linuxkernel的boot部分做一个介绍，因为笔者觉得很少有这样的文章来介绍一个操作系统最最开始的一步----把kernel本身载入至内存中，同时进行一些 机器相关(machinedependent)的初始化工作，由于linux刚好使用的是大家最熟悉的386，486系列PC，所以在说明其程序流程时，也刚好可以对其相关的PC硬体架构做探讨，可以说是一举两得。不过，我必须假设读者对于汇编语言及PC最基础的架构，如寄存器，分段， 分页，中断服务等有大概的认识。
　　读者可在linux sourcecode的linux/arch/i386/boot子目录下（本文以2.2.5版本为例）找到几个以.S作为副档名的组合语言档，本文要说明的即是其中的bootsect.S及setup.S两个档案，及尽量简单地说明其所牵涉的 相关硬件部份。
bootsect.S
　　这个程序是linux kernel的第一个程序，包括了linux自己的bootstrap程序，但是在说明这个程序前，必须先说明一般IBM PC开机时的动作(此处的开机是指"打开PC的电源"):
　　一般PC在电源打开时，是由内存中地址FFFF:0000开始执行(这个地址一定在ROMBIOS中，ROMBIOS一般是在FE000h到FFFFFh中)，而此处的内容则是一个jump指令，jump到另一个位于ROMBIOS中的位置，开始执行一系列的动作，包括了检查RAM，keyboard，显示器，软硬磁盘等等，这些动作是由系统测试码(system test code)来执行的，随着制作BIOS厂商的不同而会有些许差异，但都是大同小异，读者可自行观察自家机器开机时， 屏幕上所显示的检查讯息。
　　紧接着系统测试码之后，控制权会转移给ROM中的启动程序(ROM bootstraproutine)， 这个程序会将磁盘上的零道第一个扇区读入内存中(这就是一般所谓的bootsect，如果你曾接触过电脑病毒，就大概听过它的大名)，至于被读到内存的哪里呢?----绝对位置07C0:0000(即07C00h处)，这是IBM系列PC的特性。而位在linux开机磁盘的bootsect上的正是linux的bootsect程序，也就是说，bootsect是第一个被读入内存中并执行的程序。现在，我们可以开始来看看到底bootsect做了什么。

第一步
　　首先，bootsect将它"自己"从被ROMBIOS载入的绝对地址0x7C00处搬到0x90000处，然后利用一个jmpi(jumpindirectly)的指令，跳到新位置的jmpi的下一行去执行，关键 的汇编代码如下:
! ld86 requires an entry symbol. This may as well be the usualone.
.globl   _main
_main:
#if 0
   int    3
#endif
   mov   ax,#BOOTSEG               //BOOTSEG=0x07C0
   mov   ds,ax
   mov   ax,#INITSEG                  // INITSEG=0x9000
   mov   es,ax
   mov   cx,#256                        //cx寄存器用作计数器
   sub   si,si
   sub   di,di
   cld             //   CLD（CLear Direction flag）则是清方向标志位，也就是使DF的值为0，
                       //   在执行串操作时，使地址按递增的方式变化，这 样便于调整相关段的的当前指针。
                       //    这条指令与STD（SeT Directionflag）的执行结果相反，即置DF的值为1。
   rep             //    MOVSB（MOVe String Byte）：即字符串传送指令，这条指令按字节传送数据。
                       //      通过SI和DI这两个寄存器控制字符串 的源地址和目标地址，比如DS:SI这段地址的N个字节
                        //    复制到ES:DI指向的地址，复制后DS:SI的内容保持不变。 而REP（REPeat）指令就是“重复”的意思，