[带中文注释的]Linux-0.11 内核源代码

! ! SYS_SIZE is the number of clicks (16 bytes) to be loaded. ! 0x3000 is 0x30000 bytes = 196kB, more than enough for current ! versions of linux ! SYS_SIZE 是要加载的节数（16 字节为1 节）。0x3000 共为 1 2 3 4 5 6 0x7c00 0x0000 0x90000 0x10000 0xA0000 system 模块 代码执行位置线路 0x90200 ! 0x30000 字节=192 kB（上面Linus 估算错了），对于当前的版本空间已足够了。 ! SYSSIZE = 0x3000 ! 指编译连接后system 模块的大小。参见列表1.2 中第92 的说明。 ! 这里给出了一个最大默认值。 ! ! bootsect.s (C) 1991 Linus Torvalds ! ! bootsect.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves ! iself out of the way to address 0x90000, and jumps there. ! ! It then loads 'setup' directly after itself (0x90200), and the system ! at 0x10000, using BIOS interrupts. ! ! NOTE! currently system is at most 8*65536 bytes long. This should be no ! problem, even in the future. I want to keep it simple. This 512 kB ! kernel size should be enough, especially as this doesn't contain the ! buffer cache as in minix ! ! The loader has been made as simple as possible, and continuos ! read errors will result in a unbreakable loop. Reboot by hand. It ! loads pretty fast by getting whole sectors at a time whenever possible. ! ! 以下是前面这些文字的翻译： ! bootsect.s (C) 1991 Linus Torvalds 版权所有 ! ! bootsect.s 被bios-启动子程序加载至0x7c00 (31k)处，并将自己 ! 移到了地址0x90000 (576k)处，并跳转至那里。 ! ! 它然后使用BIOS 中断将'setup'直接加载到自己的后面(0x90200)(576.5k)， ! 并将system 加载到地址0x10000 处。 ! ! 注意! 目前的内核系统最大长度限制为(8*65536)(512k)字节，即使是在 ! 将来这也应该没有问题的。我想让它保持简单明了。这样512k 的最大内核长度应该 ! 足够了，尤其是这里没有象minix 中一样包含缓冲区高速缓冲。 ! ! 加载程序已经做的够简单了，所以持续的读出错将导致死循环。只能手工重启。 ! 只要可能，通过一次取取所有的扇区，加载过程可以做的很快的。 .globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss ! 定义了6 个全局标识符； .text ! 文本段； begtext: .data ! 数据段； begdata: .bss ! 堆栈段； begbss: .text ! 文本段； SETUPLEN = 4 ! nr of setup-sectors ! setup 程序的扇区数(setup-sectors)值； BOOTSEG = 0x07c0 ! original address of boot-sector ! bootsect 的原始地址（是段地址，以下同）； INITSEG = 0x9000 ! we move boot here - out of the way ! 将bootsect 移到这里 -- 避开； SETUPSEG = 0x9020 ! setup starts here ! setup 程序从这里开始； SYSSEG = 0x1000 ! system loaded at 0x10000 (65536). ! system 模块加载到0x10000（64 kB）处； ENDSEG = SYSSEG + SYSSIZE ! where to stop loading ! 停止加载的段地址； ! ROOT_DEV: 0x000 - same type of floppy as boot. ! 根文件系统设备使用与引导时同样的软驱设备； ! 0x301 - first partition on first drive etc ! 根文件系统设备在第一个硬盘的第一个分区上，等等； ROOT_DEV = 0x306 ! 指定根文件系统设备是第2 个硬盘的第1 个分区。这是Linux 老式的硬盘命名 ! 方式,具体值的含义如下： ! 设备号=主设备号*256 + 次设备号（也即dev_no = (major<<8) + minor ） ! （主设备号：1-内存,2-磁盘,3-硬盘,4-ttyx,5-tty,6-并行口,7-非命名管道） ! 0x300 - /dev/hd0 - 代表整个第1 个硬盘； ! 0x301 - /dev/hd1 - 第1 个盘的第1 个分区； ! … ! 0x304 - /dev/hd4 - 第1 个盘的第4 个分区； ! 0x305 - /dev/hd5 - 代表整个第2 个硬盘盘； ! 0x306 - /dev/hd6 - 第2 个盘的第1 个分区； ! … ! 0x309 - /dev/hd9 - 第2 个盘的第4 个分区； ! 从linux 内核0.95 版后已经使用与现在相同的命名方法了。 entry start ! 告知连接程序，程序从start 标号开始执行。 start: ! 47--56 行作用是将自身(bootsect)从目前段位置0x07c0(31k) ! 移动到0x9000(576k)处，共256 字（512 字节），然后跳转到 ! 移动后代码的go 标号处，也即本程序的下一语句处。 mov ax,#BOOTSEG ! 将ds 段寄存器置为0x7C0； mov ds,ax mov ax,#INITSEG ! 将es 段寄存器置为0x9000； mov es,ax mov cx,#256 ! 移动计数值=256 字； sub si,si ! 源地址 ds:si = 0x07C0:0x0000 sub di,di ! 目的地址 es:di = 0x9000:0x0000 rep ! 重复执行，直到cx = 0 movw ! 移动1 个字； jmpi go,INITSEG ! 间接跳转。这里INITSEG 指出跳转到的段地址。 go: mov ax,cs ! 将ds、es 和ss 都置成移动后代码所在的段处(0x9000)。 mov ds,ax ！由于程序中有堆栈操作(push,pop,call)，因此必须设置堆栈。 mov es,ax ! put stack at 0x9ff00. ! 将堆栈指针sp 指向0x9ff00(即0x9000:0xff00)处 mov ss,ax mov sp,#0xFF00 ! arbitrary value >>512 ! 由于代码段移动过了，所以要重新设置堆栈段的位置。 ! sp 只要指向远大于512 偏移（即地址0x90200）处 ! 都可以。因为从0x90200 地址开始处还要放置setup 程序， ! 而此时setup 程序大约为4 个扇区，因此sp 要指向大 ! 于（0x200 + 0x200 * 4 + 堆栈大小）处。 ! load the setup-sectors directly after the bootblock. ! Note that 'es' is already set up. ! 在bootsect 程序块后紧根着加载setup 模块的代码数据。 ! 注意es 已经设置好了。（在移动代码时es 已经指向目的段地址处0x9000）。 load_setup: ! 68--77 行的用途是利用BIOS 中断INT 0x13 将setup 模块从磁盘第2 个扇区 ! 开始读到0x90200 开始处，共读4 个扇区。如果读出错，则复位驱动器，并 ! 重试，没有退路。INT 0x13 的使用方法如下： ! 读扇区： ! ah = 0x02 - 读磁盘扇区到内存；al = 需要读出的扇区数量； ! ch = 磁道(柱面)号的低8 位； cl = 开始扇区(0-5 位)，磁道号高2 位(6-7)； ! dh = 磁头号； dl = 驱动器号（如果是硬盘则要置位7）； ! es:bx ??指向数据缓冲区； 如果出错则CF 标志置位。 mov dx,#0x0000 ! drive 0, head 0 mov cx,#0x0002 ! sector 2, track 0 mov bx,#0x0200 ! address = 512, in INITSEG mov ax,#0x0200+SETUPLEN ! service 2, nr of sectors int 0x13 ! read it jnc ok_load_setup ! ok - continue mov dx,#0x0000 mov ax,#0x0000 ! reset the diskette int 0x13 j load_setup ok_load_setup: ! Get disk drive parameters, specifically nr of sectors/track ! 取磁盘驱动器的参数，特别是每道的扇区数量。 ! 取磁盘驱动器参数INT 0x13 调用格式和返回信息如下： ! ah = 0x08 dl = 驱动器号（如果是硬盘则要置位7 为1）。 ! 返回信息： ! 如果出错则CF 置位，并且ah = 状态码。 ! ah = 0， al = 0， bl = 驱动器类型（AT/PS2） ! ch = 最大磁道号的低8 位，cl = 每磁道最大扇区数(位0-5)，最大磁道号高2 位(位6-7) ! dh = 最大磁头数， dl = 驱动器数量， ! es:di -?? 软驱磁盘参数表。 mov dl,#0x00 mov ax,#0x0800 ! AH=8 is get drive parameters int 0x13 mov ch,#0x00 seg cs ! 表示下一条语句的操作数在cs 段寄存器所指的段中。 mov sectors,cx ! 保存每磁道扇区数。 mov ax,#INITSEG mov es,ax ! 因为上面取磁盘参数中断改掉了es 的值，这里重新改回。 ! Print some inane message ! 在显示一些信息('Loading system ...'回车换行，共24 个字符)。 mov ah,#0x03 ! read cursor pos xor bh,bh ! 读光标位置。 int 0x10 mov cx,#24 ! 共24 个字符。 mov bx,#0x0007 ! page 0, attribute 7 (normal) mov bp,#msg1 ! 指向要显示的字符串。 mov ax,#0x1301 ! write string, move cursor int 0x10 ! 写字符串并移动光标。 ! ok, we've written the message, now ! we want to load the system (at 0x10000) ! 现在开始将system 模块加载到0x10000(64k)处。 mov ax,#SYSSEG mov es,ax ! segment of 0x010000 ! es = 存放system 的段地址。 call read_it ! 读磁盘上system 模块，es 为输入参数。 call kill_motor ! 关闭驱动器马达，这样就可以知道驱动器的状态了。 ! After that we check which root-device to use. If the device is ! defined (!= 0), nothing is done and the given device is used. ! Otherwise, either /dev/PS0 (2,28) or /dev/at0 (2,8), depending ! on the number of sectors that the BIOS reports currently. ! 此后，我们检查要使用哪个根文件系统设备（简称根设备）。如果已经指定了设备(!=0) ! 就直接使用给定的设备。否则就需要根据BIOS 报告的每磁道扇区数来 ! 确定到底使用/dev/PS0 (2,28) 还是 /dev/at0 (2,8)。 ! 上面一行中两个设备文件的含义： ! 在Linux 中软驱的主设备号是2(参见第43 行的注释)，次设备号 = type*4 + nr，其中 ! nr 为0-3 分别对应软驱A、B、C 或D；type 是软驱的类型（2??1.2M 或7??1.44M 等）。 ! 因为7*4 + 0 = 28，所以 /dev/PS0 (2,28)指的是1.44M A 驱动器,其设备号是0x021c ! 同理 /dev/at0 (2,8)指的是1.2M A 驱动器，其设备号是0x0208。 seg cs mov ax,root_dev ! 将根设备号 cmp ax,#0 jne root_defined seg cs mov bx,sectors ! 取上面第88 行保存的每磁道扇区数。如果sectors=15 ! 则说明是1.2Mb 的驱动器；如果sectors=18，则说明是 ! 1.44Mb 软驱。因为是可引导的驱动器，所以肯定是A 驱。 mov ax,#0x0208 ! /dev/ps0 - 1.2Mb cmp bx,#15 ! 判断每磁道扇区数是否=15 je root_defined ! 如果等于，则ax 中就是引导驱动器的设备号。 mov ax,#0x021c ! /dev/PS0 - 1.44Mb cmp bx,#18 je root_defined undef_root: ! 如果都不一样，则死循环（死机）。 jmp undef_root root_defined: seg cs mov root_dev,ax ! 将检查过的设备号保存起来。 ! after that (everyting loaded), we jump to ! the setup-routine loaded directly after ! the bootblock: ! 到此，所有程序都加载完毕，我们就跳转到被 ! 加载在bootsect 后面的setup 程序去。 jmpi 0,SETUPSEG ! 跳转到0x9020:0000(setup.s 程序的开始处)。 !!!! 本程序到此就结束了。!!!! ! 下面是两个子程序。 ! This routine loads the system at address 0x10000, making sure ! no 64kB boundaries are crossed. We try to load it as fast as ! possible, loading whole tracks whenever we can. ! ! in: es - starting address segment (normally 0x1000) ! ! 该子程序将系统模块加载到内存地址0x10000 处，并确定没有跨越64KB 的内存边界。我们试图尽快 ! 地进行加载，只要可能，就每次加载整条磁道的数据。 ! 输入：es – 开始内存地址段值（通常是0x1000） sread: .word 1+SETUPLEN ! sectors read of current track ! 当前磁道中已读的扇区数。开始时已经读进1 扇区的引导扇区 ! bootsect 和setup 程序所占的扇区数SETUPLEN。 head: .word 0 ! current head !当前磁头号。 track: .word 0 ! current track !当前磁道号。 read_it: ! 测试输入的段值。必须位于内存地址64KB 边界处，否则进入死循环。清bx 寄存器，用于表示当前段内 ! 存放数据的开始位置。 mov ax,es test ax,#0x0fff die: jne die ! es must be at 64kB boundary ! es 值必须位于64KB 地址边界! xor bx,bx ! bx is starting address within segment ! bx 为段内偏移位置。 rp_read: ! 判断是否已经读入全部数据。比较当前所读段是否就是系统数据末端所处的段(#ENDSEG)，如果不是就 ! 跳转至下面ok1_read 标号处继续读数据。否则退出子程序返回。 mov ax,es cmp ax,#ENDSEG ! have we loaded all yet? ! 是否已经加载了全部数据？ jb ok1_read ret ok1_read: ! 计算和验证当前磁道需要读取的扇区数，放在ax 寄存器中。 ! 根据当前磁道还未读取的扇区数以及段内数据字节开始偏移位置，计算如果全部读取这些未读扇区，所 ! 读总字节数是否会超过64KB 段长度的限制。若会超过，则根据此次最多能读入的字节数(64KB – 段内 ! 偏移位置)，反算出此次需要读取的扇区数。 seg cs mov ax,sectors ! 取每磁道扇区数。 sub ax,sread ! 减去当前磁道已读扇区数。 mov cx,ax ! cx = ax = 当前磁道未读扇区数。 shl cx,#9 ! cx = cx * 512 字节。 add cx,bx ! cx = cx + 段内当前偏移值(bx) ! = 此次读操作后，段内共读入的字节数。 jnc ok2_read ! 若没有超过64KB 字节，则跳转至ok2_read 处执行。 je ok2_read xor ax,ax ! 若加上此次将读磁道上所有未读扇区时会超过64KB，则计算 sub ax,bx ! 此时最多能读入的字节数(64KB – 段内读偏移位置)，再转换 shr ax,#9 ! 成需要读取的扇区数。 ok2_read: call read_track mov cx,ax ! cx = 该次操作已读取的扇区数。 add ax,sread ! 当前磁道上已经读取的扇区数。 seg cs cmp ax,sectors ! 如果当前磁道上的还有扇区未读，则跳转到ok3_read 处。 jne ok3_read ! 读该磁道的下一磁头面(1 号磁头)上的数据。如果已经完成，则去读下一磁道。 mov ax,#1 sub ax,head ! 判断当前磁头号。 jne ok4_read ! 如果是0 磁头，则再去读1 磁头面上的扇区数据。 inc track ! 否则去读下一磁道。 ok4_read: mov head,ax ! 保存当前磁头号。 xor ax,ax ! 清当前磁道已读扇区数。 ok3_read: mov sread,ax ! 保存当前磁道已读扇区数。 shl cx,#9 ! 上次已读扇区数*512 字节。 add bx,cx ! 调整当前段内数据开始位置。 jnc rp_read ! 若小于64KB 边界值，则跳转到rp_read(156 行)处，继续读数据。 ! 否则调整当前段，为读下一段数据作准备。 mov ax,es add ax,#0x1000 ! 将段基址调整为指向下一个64KB 段内存。 mov es,ax xor bx,bx ! 清段内数据开始偏移值。 jmp rp_read ! 跳转至rp_read(156 行)处，继续读数据。 ! 读当前磁道上指定开始扇区和需读扇区数的数据到es:bx 开始处。参见第67 行下对BIOS 磁盘读中断 ! int 0x13，ah=2 的说明。 ! al – 需读扇区数；es:bx – 缓冲区开始位置。 read_track: push ax push bx push cx push dx mov dx,track ! 取当前磁道号。 mov cx,sread ! 取当前磁道上已读扇区数。 inc cx ! cl = 开始读扇区。 mov ch,dl ! ch = 当前磁道号。 mov dx,head ! 取当前磁头号。 mov dh,dl ! dh = 磁头号。 mov dl,#0 ! dl = 驱动器号(为0 表示当前驱动器)。 and dx,#0x0100 ! 磁头号不大于1。 mov ah,#2 ! ah = 2，读磁盘扇区功能号。 int 0x13 jc bad_rt ! 若出错，则跳转至bad_rt。 pop dx pop cx pop bx pop ax ret ! 执行驱动器复位操作（磁盘中断功能号0），再跳转到read_track 处重试。 bad_rt: mov ax,#0 mov dx,#0 int 0x13 pop dx pop cx pop bx pop ax jmp read_track /* * This procedure turns off the floppy drive motor, so * that we enter the kernel in a known state, and * don't have to worry about it later. */ ! 这个子程序用于关闭软驱的马达，这样我们进入内核后它处于已知状态，以后也就无须担心它了。 kill_motor: push dx mov dx,#0x3f2 ! 软驱控制卡的驱动端口，只写。 mov al,#0 ! A 驱动器，关闭FDC，禁止DMA 和中断请求，关闭马达。 outb ! 将al 中的内容输出到dx 指定的端口去。 pop dx ret sectors: .word 0 ! 存放当前启动软盘每磁道的扇区数。 msg1: .byte 13,10 ! 回车、换行的ASCII 码。 .ascii "Loading system ..." .byte 13,10,13,10 ! 共24 个ASCII 码字符。 .org 508 ! 表示下面语句从地址508(0x1FC)开始，所以root_dev ! 在启动扇区的第508 开始的2 个字节中。 root_dev: .word ROOT_DEV ! 这里存放根文件系统所在的设备号(init/main.c 中会用)。 boot_flag: .word 0xAA55 ! 硬盘有效标识。 .text endtext: .data enddata: .bss endbss: