调试分析Linux0.00引导程序

简述head.s的工作原理

主要包括初始设置与任务执行切换。

初始设置包括：

1.设置GDT表。

2.设置系统定时芯片。

3.设置IDT表。

4.切换到任务0。

任务执行切换则为：

head.s程序中把定时器芯片8253的通道0设置成每经过10ms就向中断控制芯片8259A发送一个时钟中断请求信号。PC机的ROM BIOS开机时已经在8259A把时钟中断请求信号设置成中断向量8，在中断8的处理过程中执行任务切换操作。任务切换的实现方法是查看current变量中当前运行任务号，若当前为0，就利用任务1的TSS选择符作为操作数执行远跳转指令，从而切换到任务1中执行，否则反之。

每个任务在执行时，会先把一个字符的ASCLL码放入寄存器AL中，然后调用系统中断调用int 0x80，而该系统调用处理过程则会调用一个简单的字符写屏子程序，把寄存器AL中的字符显示在屏幕上，同时把字符显示的屏幕下一个位置记录下来，作为下一次显示字符的屏幕位置。在显示过一个字符后，任务代码会使用循环语句延迟一段时间，然后跳转到任务代码开始出继续循环执行，从而不断显示。

记录head.s的内存分布情况

首先从GDT表看起，GDTR为0x998(3f)，则跳转到0x998去。寄存器SS的内容为0010。

由于第一项为空，则从第二项看，第二项为FF 07 00 00 00 9A C0 00。将其填写到段描述中，发现其S为1，TYPE为A，为代码段，G为1，段限长为0 07 FF ，基地址为0。则实际段长度为8MB。

第三项为FF 07 00 00 00 93 C0 00。将其填写到段描述中，发现其S为1，TYPE为3，为栈段，G为1，段限长为0 07 FF ，基地址为0，B/D为1。

第四项为02 00 00 80 0B 92 C0 00，将其填写到段描述符中，发现其S为1，TYPE为2，为数据段，G为1，段限长为0 00 02，基地址为0XB8000。则实际段长度为8KB。

第五、第六、七项S为0。

再查询任务0 LDT表

同理分析，则代码段与数据段基地址均为0，段限长为0x03ff，实际长度为4MB。

再查询任务1 LDT表

同理分析，则代码段与数据段基地址均为0，段限长为0x03ff，实际长度为4MB。

再运行到任务0处，此时SS寄存器为0x17，栈段基地址为0，段限长为0x03ff。

运行到任务1同理，此时SS寄存器为0x17，栈段基地址为0，段限长为0x03ff。

初始化的代码段起始地址为0，段长为8MB，则终止地址为0X800000。数据段起始地址为0XB8000，段长为8kb，终止地址为0XBA000。

任务0的代码段起始地址为0，段长为4MB，则终止地址为0X400000。数据段起始地址为0，段长为4MB，则终止地址为0X400000。

任务1的代码段起始地址为0，段长为4MB，则终止地址为0X400000。数据段起始地址为0，段长为4MB，则终止地址为0X400000。

栈段编号	名称	起始地址	终止地址
1	init_stack	0x9d8	0xbd8
2	Km_stk0	0xc60	0xe60
3	Km_stk1	0xe00	0x10e0
4	User _stk1	0x1108	0x1308

简述head.s 57-62行

将新调度任务（任务0）的上下文，加载进处理器中，并将从加载的EIP指向的指令出开始执行。具体操作为

57：将任务0当前局部空间数据段选择符入栈，

58：将堆栈指针入栈，

59：将标志寄存器值入栈，

60：将当前局部空间代码段选择符入栈，

61：将代码指针入栈，

62：通过执行中断返回指令，切换到特权级3的任务0执行。·

简述iret执行后，PC如何找到下一条指令。

在iret执行前，eip的值为000000ac,esp为00000bc4，cs的值为0008，栈顶的值为000010e0，然后执行iret。

栈内五条内容均被弹出，其中000010e0被写入eip，同时0000000f被写入cs，则获得了下一条指令的地址。

记录iret执行前后，栈的变化

执行前

执行后

看上述两张图，图一为执行时，ss为0010，esp为00000bc4，当iret执行后，会弹出五条内容。分别为之前保存的寄存器eip的值，寄存器cs的值，标志寄存器eflags的值，寄存器esp的值，寄存器ss的值。

系统调用int 0x80时，栈的变化情况

调用int 0x80前，栈为task0或task1的用户栈

调用int 0x80后，为此任务的系统栈。

由于执行前任务特权级为3，而执行后任务特权级为0，所以进行了栈切换。压入了中断前的ss、栈指针、标志寄存器、cs和下一条指令的eip。ss寄存器的值也发生了相应变化。