ucore是清华大学操作系统课程的实验内核，也是一个开源项目，是不可多得的非常好的操作系统学习资源
https://github.com/chyyuu/ucore_lab.git， 各位同学可以使用git下载源码和文档。
本文我会对项目中的code/lab1/boot/bootasm.S文件进行完全注释。
# Start the CPU: switch to 32-bit protected mode, jump into C. 4 # The BIOS loads this code from the first sector of the hard disk into 5 # memory at physical address 0x7c00 and starts executing in real mode 6 # with %cs=0 %ip=7c00.此段注释说明了要完成的目的：启动保护模式，转入C函数。这里正好说了一下bootasm.S文件的作用。计算机加电后，由BIOS将bootasm.S生成的可执行代码从硬盘的第一个扇区复制到内存中的物理地址0x7c00处,并开始执行。此时系统处于实模式。可用内存不多于1M。.set PROT_MODE_DSEG,0x10# kernel data segment selector这两个段选择子的作用其实是提供了gdt中代码段和数据段的索引，具体怎么用的下面用到的时候我们详细解释10 .set CR0_PE_ON,0x1# protected mode enable flag这个变量也在下面用到的时候解释11 12 # start address should be 0:7c00, in real mode, the beginning address of the running bootloader这两行代码相当于定义了C语言中的main函数，start就相当于main，BIOS调用程序时，从这里开始执行因为以下代码是在实模式下执行，所以要告诉编译器使用16位模式编译。16cli# Disable interruptsMOVS # Set up the important data segment registers (DS, ES, SS).20 xorw %ax, %ax# Segment number zeroax寄存器就是eax寄存器的低十六位，使用xorw清零ax，效果相当于movw $0, %ax。 但是好像xorw性能好一些，google了一下没有得到好答案21 movw %ax, %ds# -> Data Segment22 movw %ax, %es# -> Extra Segment23 movw %ax, %ss# -> Stack Segment24将段选择子清零 25# Enable A20:26 # For backwards compatibility with the earliest PCs, physical27# address line 20 is tied low, so that addresses higher than28 # 1MB wrap around to zero by default. This code undoes this.准备工作就绪，下面开始动真格的了，激活A20地址位。先翻译注释：由于需要兼容早期pc，物理地址的第20位绑定为0，所以高于1MB的地址又回到了0x00000.好了，香港服务器，激活A20后，就可以访问所有4G内存了，就可以使用保护模式了。怎么激活呢，由于历史原因A20地址位由键盘控制器芯片8042管理。所以要给8042发命令激活A208042有两个IO端口：0x60和0x64， 激活流程位： 发送0xd1命令到0x64端口 –> 发送0xdf到0x60，done！30inb $0x64, %al# Wait for not busy(8042 input buffer empty).31 testb $0x2, %al movb $0xd1, %al# 0xd1 -> port 0x6435outb %al, $0x64# 0xd1 means: write data to 8042’s P2 port发送0xd1到0x64端口36 37 seta20.2:38 inb $0x64, %al# Wait for not busy(8042 input buffer empty).39 testb $0x2, %al40 jnz seta20.241 42 movb $0xdf, %al# 0xdf -> port 0x60s A20 bit(the 1 bit) to 144 到此，香港服务器租用，A20激活完成。45 # Switch from real to protected mode, using a bootstrap GDT46# and segment translation that makes virtual addresses47 # identical to physical addresses, so that the48# effective memory map does not change during the switch.转入保护模式，这里需要指定一个临时的GDT，来翻译逻辑地址。这里使用的GDT通过gdtdesc段定义，它翻译得到的物理地址和虚拟地址相同，所以转换过程中内存映射不会改变49lgdt gdtdesc载入gdt50 movl %cr0, %eax51 orl $CR0_PE_ON, %eax52 movl %eax, %cr0打开保护模式标志位，相当于按下了保护模式的开关。cr0寄存器的第0位就是这个开关，通过CR0_PE_ON或cr0寄存器，将第0位置1-bit code segment.55# Switches processor into 32-bit mode.56 ljmp $PROT_MODE_CSEG, $protcseg57由于上面的代码已经打开了保护模式了，所以这里要使用逻辑地址，而不是之前实模式的地址了。这里用到了PROT_MODE_CSEG, 他的值是0x8。根据段选择子的格式定义，0x8就翻译成： INDEX TICPL 0000 0000 0000 1000INDEX代表GDT中的索引，TI代表使用GDTR中的GDT， CPL代表处于特权级。PROT_MODE_CSEG选择子选择了GDT中的第1个段描述符。这里使用的gdt就是变量gdt，下面可以看到gdt的第1个段描述符的基地址是0x0000,所以经过映射后和转换前的内存映射的物理地址一样。 58 .code32# Assemble for 32-bit mode # Set up the protected-mode data segment registers61 movw $PROT_MODE_DSEG, %ax# Our data segment selector62movw %ax, %ds# -> DS: Data Segment63movw %ax, %es# -> ES: Extra Segment64 movw %ax, %fs# -> FS65 movw %ax, %gs# -> GS66movw %ax, %ss# -> SS: Stack Segment67 重新初始化各个段寄存器。C. The stack region is from 0–start(0x7c00)69 movl $0x0, %ebp70 movl $start, %esp71call bootmain栈顶设定在start处，也就是地址0x7c00处，美国服务器，call函数将返回地址入栈，将控制权交给bootmain72 73# If bootmain returns (it shouldn’t), loop.74 spin:75 jmp spin76 77 # Bootstrap GDT78 .p2align 2# force 4 byte alignment79 gdt:80 SEG_NULLASM# null seg81 SEG_ASM(STA_X|STA_R, 0x0, 0xffffffff)# code seg for bootloader and kernel82 SEG_ASM(STA_W, 0x0, 0xffffffff)# data seg for bootloader and kernel83 84 gdtdesc:85 .word 0x17# sizeof(gdt) – 186 .long gdt# address gdt只知道心痛得滴血，都只为你。
