三、head.s

0. system程序

MakeFile可以看出system是head.s和main.c编译出来的,head.s就是进入main.c之前的最后一段汇编了

1.重新设置idt & gdt

汇编代码就省略了,简单来说这一步就是

• 重新设置了一下栈顶
• 让idtr和gdtr寄存器重新指向system区域初始化的idt和gdt
• 两者都一样

2.分段和分页

• after_page_tables标签就是分页实现

  段页式地址转换回顾

  • 原来的段式内存地址转换如下
    • 有一个逻辑地址
    • 通过段寄存器ds找到gdt,其中获取数据段存放的段基址
    • 段基址+逻辑地址(偏移量)=物理地址
    • 
  • 现在页式内存地址转换,基于段式地址基础上,多了一步:
    • 段式转换出来的不再是物理地址,而是线性地址
    • 通过MMU根据PD(PageDirectory,页目录,一级页表)和线性地址高n位找到PDE(PD-Entry,页目录项)
    • 根据PDE找到PT(PageTable,页表,二级页表)和线性地址中m位,然后找到PTE(页表项)
    • 最后线性地址低x位即为页偏移
    • 页偏移+页起始地址 = 物理地址
    • ps:这些内容在操作系统中有讲过

• 开启分页机制的开关,其实就是更改 cr0 寄存器中的一位即可（31 位），还记得我们开启保护模式么，也是改这个寄存器中的一位的值。

• 
• 然后，MMU 就可以帮我们进行分页的转换了。此后指令中的内存地址（就是程序员提供的逻辑地址），就统统要先经过分段机制的转换，再通过分页机制的转换，才能最终变成物理地址。
• 所以,从setup_paging到L3两个标签的代码就是在干上面说的事儿,并在内存起始位置生成两级页表
• 这些页目录表和页表放到了整个内存布局中最开头的位置，就是覆盖了开头的 system 代码了，不过被覆盖的 system 代码已经执行过了，所以无所谓。
• xor eax,eax
• mov cr3,eax
• 上面两个是将页目录表地址放在cr3 寄存器,和idt,gdt一样
• 当前内存状态
• 
• 好了分页搞好,终于可以进入C++代码了

3. head.s的最后

• 在进入main.c之前,看看head.s的首尾

  jmp after_page_tables
  ...
  after_page_tables:
    push 0
    push 0
    push 0
    push L6
    push _main
    jmp setup_paging
  L6:
    jmp L6

• 代码中有个 push _main，把 main 函数的地址压栈了，那最终跳转到这个 main.c 里的 main 函数，一定和这个压栈有关。

压栈为什么和跳转到这里还能联系上呢？下一节继续说.