學(xué)習(xí)筆記

使用教材（配書源碼以及使用方法）
《一個64位操作系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》
http://www.ituring.com.cn/book/2450
http://www.itdecent.cn/p/28f9713a9171

源碼結(jié)構(gòu)

• 配書代碼包 ：第4章 \ 程序 \ 程序4-6
• 配書代碼包 ：第4章 \ 程序 \ 程序4-7

運行調(diào)試

[anno@localhost bootloader]$ make
nasm boot.asm -o boot.bin
nasm loader.asm -o loader.bin

[anno@localhost kernel]$ make
gcc -E  head.S > head.s
as --64 -o head.o head.s
gcc -E  entry.S > entry.s
as --64 -o entry.o entry.s
gcc  -mcmodel=large -fno-builtin -m64 -c main.c
gcc  -mcmodel=large -fno-builtin -m64 -c printk.c
gcc  -mcmodel=large -fno-builtin -m64 -c trap.c
gcc  -mcmodel=large -fno-builtin -m64 -c memory.c
ld -b elf64-x86-64 -z muldefs -o system head.o entry.o main.o printk.o trap.o memory.o -T Kernel.lds 
objcopy -I elf64-x86-64 -S -R ".eh_frame" -R ".comment" -O binary system kernel.bin

[anno@localhost 4-7]$ ls
bochsrc  boot.img  bootloader  kernel  media

[anno@localhost 4-7]$ sudo mount boot.img media -t vfat -o loop
[anno@localhost 4-7]$ sudo cp bootloader/loader.bin media
[anno@localhost 4-7]$ sync
[anno@localhost 4-7]$ sudo cp bootloader/boot.bin media
[anno@localhost 4-7]$ sync
[anno@localhost 4-7]$ sudo cp kernel/kernel.bin media
[anno@localhost 4-7]$ sync

[anno@localhost 4-7]$ bochs -f ./bochsrc

程序4-6 獲得物理內(nèi)存的信息

• 每條物理地址空間信息占用 20B
  

  物理地址空間結(jié)構(gòu)體

• 可用內(nèi)存Type=0x0000 0001（9f000h + 7fef0000h）B = 7ff8f000h B ≈ 2047.55 MB 約2 GB

程序4-6 獲得物理內(nèi)存信息 可用內(nèi)存（9f000h + 7fef0000h）B = 7ff8f000h B ≈ 2047.55 MB約2 GB

bochsrc 配置文件設(shè)置的虛擬機內(nèi)存為 2GB

程序4-7 計算可用的物理內(nèi)存頁數(shù)

• 物理頁大小為2MB，可用的物理頁個數(shù)為1022（十進制）

程序4-7 計算可用的物理內(nèi)存頁數(shù)

程序4-7 結(jié)構(gòu)體 extern struct Global_Memory_Descriptor memory_management_struct.png

• 程序4-7 對e820結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的可用物理內(nèi)存段進行2MB物理頁邊界對齊

程序4-7 對e820結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的可用物理內(nèi)存段進行2MB物理頁邊界對齊.png

• 對齊的效果

#include <stdio.h>

#define PAGE_2M_SHIFT   21
#define PAGE_4K_SHIFT   12

#define PAGE_2M_SIZE    (1UL << PAGE_2M_SHIFT)
#define PAGE_4K_SIZE    (1UL << PAGE_4K_SHIFT)

#define PAGE_2M_MASK    (~ (PAGE_2M_SIZE - 1))
#define PAGE_4K_MASK    (~ (PAGE_4K_SIZE - 1))

#define PAGE_2M_ALIGN(addr) (((unsigned long)(addr) + PAGE_2M_SIZE - 1) & PAGE_2M_MASK)
#define PAGE_4K_ALIGN(addr) (((unsigned long)(addr) + PAGE_4K_SIZE - 1) & PAGE_4K_MASK)

int main()
{
    printf("unsigned long : %d byte\n", sizeof(unsigned long));
    unsigned long add___ = 0x10AB;
    
    unsigned long add_4K = PAGE_4K_ALIGN(add___);
    printf("add___:%lx\n", add___); 
    printf("add_4K:%lx\n", add_4K); 
    
    
    unsigned long add_2M = PAGE_2M_ALIGN(add___);
    printf("add___:%lx\n", add___); 
    printf("add_2M:%lx\n", add_2M); 
    
    return 0;
}

C語言在線編譯器 compile_c_online

對齊的效果.PNG

參考資料

• INT 15h AX=e820h 保存物理地址空間信息到內(nèi)存物理地址0x7E00h處

[OS64位][014]源碼閱讀：代碼清單3-18 ~ 3-22 將內(nèi)核kernel.bin讀至內(nèi)存0x100000
http://www.itdecent.cn/p/e9ed9f10bad6