【Linux0.11 源码历险记 3】《开启分页》
下面我们就正式进入head.s 的代码：
.text
.globl _idt,_gdt,_pg_dir,_tmp_floppy_area
_pg_dir:
startup_32:
movl $0x10,%eax
mov %ax,%ds
mov %ax,%es
mov %ax,%fs
mov %ax,%gs
lss _stack_start,%esp
这里是将所用的*s寄存器都置为0x10其实就是选择了gdt里的第二个表项。
lss 指令的作用，就是让ss:esp 这个栈顶指针指向了 _stack_start 这个标号的位置。
下面又设置idt和gdt：
call setup_idt
call setup_gdt
......
setup_idt:
lea ignore_int,%edx
movl $0x00080000,%eax
movw %dx,%ax /* selector = 0x0008 = cs */
movw $0x8E00,%dx /* interrupt gate - dpl=0, present */
lea _idt,%edi
mov $256,%ecx
rp_sidt:
movl %eax,(%edi)
movl %edx,4(%edi)
addl $8,%edi
dec %ecx
jne rp_sidt
lidt idt_descr
ret
//循环256次，让所有的中断向量指向ignore_int
/*
* setup_gdt
*
* This routines sets up a new gdt and loads it.
* Only two entries are currently built, the same
* ones that were built in init.s. The routine
* is VERY complicated at two whole lines, so this
* rather long comment is certainly needed :-).
* This routine will beoverwritten by the page tables.
*/
setup_gdt:
lgdt gdt_descr
ret
......
ignore_int:
......
idt_descr:
.word 256*8-1 # idt contains 256 entries
.long _idt
其中gdt：
_gdt:
.quad 0x0000000000000000 /* NULL descriptor */
.quad 0x00c09a0000000fff /* 16Mb */
.quad 0x00c0920000000fff /* 16Mb */
.quad 0x0000000000000000 /* TEMPORARY - don't use */
.fill 252,8,0 /* space for LDT's and TSS's etc */
其中总体就是让gdt和idt进行重新指向：
下面就开始分页设置：
after_page_tables:
pushl $0 # These are the parameters to main :-)
pushl $0
pushl $0
pushl $L6 # return address for main, if it decides to.
pushl $_main
jmp setup_paging
L6:
jmp L6 # main should never return here, but
# just in case, we know what happens.
其中setup_paging 如下：
setup_paging:
movl $1024*5,%ecx /* 5 pages - pg_dir+4 page tables */
xorl %eax,%eax
xorl %edi,%edi /* pg_dir is at 0x000 */
cld;rep;stosl
movl $pg0+7,_pg_dir /* set present bit/user r/w */
movl $pg1+7,_pg_dir+4 /* --------- " " --------- */
movl $pg2+7,_pg_dir+8 /* --------- " " --------- */
movl $pg3+7,_pg_dir+12 /* --------- " " --------- */
movl $pg3+4092,%edi
movl $0xfff007,%eax /* 16Mb - 4096 + 7 (r/w user,p) */
std
1: stosl /* fill pages backwards - more efficient :-) */
subl $0x1000,%eax
jge 1b
xorl %eax,%eax /* pg_dir is at 0x0000 */
movl %eax,%cr3 /* cr3 - page directory start */
movl %cr0,%eax
orl $0x80000000,%eax
movl %eax,%cr0 /* set paging (PG) bit */
ret /* this also flushes prefetch-queue */
当时 linux-0.11 认为，总共可以使用的内存不会超过 16M，也即最大地址空间为 0xFFFFFF。
而按照当前的页目录表和页表这种机制，1 个页目录表最多包含 1024 个页目录项（也就是 1024 个页表），1 个页表最多包含 1024 个页表项（也就是 1024 个页），1 页为 4KB（因为有 12 位偏移地址），因此，16M 的地址空间可以用 1 个页目录表 + 4 个页表搞定。
因此在head开头后后面，有五个页表：
.org 0x1000 pg0:
.org 0x2000 pg1:
.org 0x3000 pg2:
.org 0x4000 pg3:
.org 0x5000
然后在页表目录里设置每一个页表对应的页表项：
setup_paging:
movl $1024*5,%ecx /* 5 pages - pg_dir+4 page tables */
xorl %eax,%eax
xorl %edi,%edi /* pg_dir is at 0x000 */
cld;rep;stosl
movl $pg0+7,_pg_dir /* set present bit/user r/w */
movl $pg1+7,_pg_dir+4 /* --------- " " --------- */
movl $pg2+7,_pg_dir+8 /* --------- " " --------- */
movl $pg3+7,_pg_dir+12 /* --------- " " --------- */
movl $pg3+4092,%edi
movl $0xfff007,%eax /* 16Mb - 4096 + 7 (r/w user,p) */
std
1: stosl /* fill pages backwards - more efficient :-) */
subl $0x1000,%eax
jge 1b
xorl %eax,%eax /* pg_dir is at 0x0000 */
movl %eax,%cr3 /* cr3 - page directory start */
movl %cr0,%eax
orl $0x80000000,%eax
movl %eax,%cr0 /* set paging (PG) bit */
ret /* this also flushes prefetch-queue */
这样就把一开始的_pg_dir 位置给覆盖掉了。变成了页表的存储目录。同时做了映射，页表中的每一项都进行了填充，16MB虚拟地址跟前16MB物理地址一一对应起来了。
下面就可以进入c语言写的main函数了：
after_page_tables:
push 0
push 0
push 0
push L6
push _main
jmp setup_paging
...
setup_paging:
...
ret
push把main函数的入口地址压入栈之后，set_paging一旦ret，那么就可以跳转到main函数的地址进行执行。同时栈内也有参数，这就是main函数传参和进入的方法。call 和 ret不需要配对使用，所以将main入栈之后，调用ret弹出，就可以去到main函数执行。
下面我们就要进入c的main函数了。