第八回 | 烦死了又要重新设置一遍 idt 和 gdt
新读者看这里，老读者直接跳过。
本系列会以一个读小说的心态，从开机启动后的代码执行顺序，带着大家阅读和赏析 Linux 0.11 全部核心代码，了解操作系统的技术细节和设计思想。
你会跟着我一起，看着一个操作系统从啥都没有开始，一步一步最终实现它复杂又精巧的设计，读完这个系列后希望你能发出感叹，原来操作系统源码就是这破玩意。
以下是已发布文章的列表，详细了解本系列可以先从开篇词看起。
本系列的 GitHub 地址如下（文末阅读原文可直接跳转）
https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk
------- 正文开始 -------
lidt idt_48
lgdt gdt_48
然后打开了 A20 地址线。mov al,#0xD1 ; command write
out #0x64,al
mov al,#0xDF ; A20 on
out #0x60,al
然后更改 cr0 寄存器开启保护模式。mov ax,#0x0001
lmsw ax
最后，一个干脆利落的跳转指令，跳到了内存地址 0 处开始执行代码。jmpi 0,8
0 位置处存储着操作系统全部核心代码，是由 head.s 和 main.c 以及后面的无数源代码文件编译并链接在一起而成的 system 模块。_pg_dir:
_startup_32:
mov eax,0x10
mov ds,ax
mov es,ax
mov fs,ax
mov gs,ax
lss esp,_stack_start
注意到开头有个标号 _pg_dir。先留个心眼，这个表示页目录，之后在设置分页机制时，页目录会存放在这里，也会覆盖这里的代码。再往下连续五个 mov 操作，分别给 ds、es、fs、gs 这几个段寄存器赋值为 0x10，根据段描述符结构解析，表示这几个段寄存器的值为指向全局描述符表中的第二个段描述符，也就是数据段描述符。 最后 lss 指令相当于让 ss:esp 这个栈顶指针指向了 _stack_start 这个标号的位置。还记得图里的那个原来的栈顶指针在哪里吧？往上翻一下，0x9FF00，现在要变咯。 这个 stack_start 标号定义在了很久之后才会讲到的 sched.c 里，我们这里拿出来分析一波。
long user_stack[4096 >> 2];
struct
{
long *a;
short b;
}
stack_start = {&user_stack[4096 >> 2], 0x10};
这啥意思呢？首先，stack_start 结构中的高位 8 字节是 0x10，将会赋值给 ss 栈段寄存器，低位 16 字节是 user_stack 这个数组的最后一个元素的地址值，将其赋值给 esp 寄存器。 赋值给 ss 的 0x10 仍然按照保护模式下的段选择子去解读，其指向的是全局描述符表中的第二个段描述符（数据段描述符），段基址是 0。
赋值给 esp 寄存器的就是 user_stack 数组的最后一个元素的内存地址值，那最终的栈顶地址，也指向了这里（user_stack + 0），后面的压栈操作，就是往这个新的栈顶地址处压咯。 继续往下看
call setup_idt ;设置中断描述符表
call setup_gdt ;设置全局描述符表
mov eax,10h
mov ds,ax
mov es,ax
mov fs,ax
mov gs,ax
lss esp,_stack_start
先设置了 idt 和 gdt，然后又重新执行了一遍刚刚执行过的代码。为什么要重新设置这些段寄存器呢？因为上面修改了 gdt，所以要重新设置一遍以刷新才能生效。那我们接下来就把目光放到设置 idt 和 gdt 上。 中断描述符表 idt 我们之前没设置过，所以这里设置具体的值，理所应当。
setup_idt:
lea edx,ignore_int
mov eax,00080000h
mov ax,dx
mov dx,8E00h
lea edi,_idt
mov ecx,256
rp_sidt:
mov [edi],eax
mov [edi+4],edx
add edi,8
dec ecx
jne rp_sidt
lidt fword ptr idt_descr
ret
idt_descr:
dw 256*8-1
dd _idt
_idt:
DQ 256 dup(0)
不用细看，我给你说最终效果。中断描述符表 idt 里面存储着一个个中断描述符，每一个中断号就对应着一个中断描述符，而中断描述符里面存储着主要是中断程序的地址，这样一个中断号过来后，CPU 就会自动寻找相应的中断程序，然后去执行它。 那这段程序的作用就是，设置了 256 个中断描述符，并且让每一个中断描述符中的中断程序例程都指向一个 ignore_int 的函数地址，这个是个默认的中断处理程序，之后会逐渐被各个具体的中断程序所覆盖。比如之后键盘模块会将自己的键盘中断处理程序，覆盖过去。 那现在，产生任何中断都会指向这个默认的函数 ignore_int，也就是说现在这个阶段你按键盘还不好使。 设置中断描述符表 setup_idt 说完了，那接下来 setup_gdt 就同理了。我们就直接看设置好后的新的全局描述符表长什么样吧？
_gdt:
DQ 0000000000000000h ;/* NULL descriptor */
DQ 00c09a0000000fffh ;/* 16Mb */
DQ 00c0920000000fffh ;/* 16Mb */
DQ 0000000000000000h ;/* TEMPORARY - don't use */
DQ 252 dup(0)
其实和我们原先设置好的 gdt 一模一样。也是有代码段描述符和数据段描述符，然后第四项系统段描述符并没有用到，不用管。最后还留了 252 项的空间，这些空间后面会用来放置任务状态段描述符 TSS 和局部描述符 LDT，这个后面再说。
jmp after_page_tables
...
after_page_tables:
push 0
push 0
push 0
push L6
push _main
jmp setup_paging
L6:
jmp L6那就是开启分页机制，并且跳转到 main 函数！
这可太令人兴奋了！开启分页后，配合着之前讲的分段，就构成了内存管理的最最底层的机制。而跳转到 main 函数，标志着我们正式进入 c 语言写的操作系统核心代码！
欲知后事如何，且听下回分解。
------- 本回扩展资料 -------
保护模式下逻辑地址到线性地址（不开启分页时就是物理地址）的转化，看 Intel 手册：
Volume 3 Chapter 3.4 Logical And Linear Addresses
段描述符结构和详细说明，看 Intel 手册：
Volume 3 Chapter 3.4.5 Segment Descriptors
对操作系统如何编译的，比如好奇那个 system 是怎么来的，可以尝试理解一下 Linux 0.11 源码中的 Makefile，这个我就不展开讲了，我们把更多经历，放在操作系统是怎么一步一步构建起来的这个过程。
------- 关于本系列 -------
本系列的开篇词看这
本系列的扩展资料看这（也可点击阅读原文），这里有很多有趣的资料、答疑、互动参与项目，持续更新中，希望有你的参与。
https://github.com/sunym1993/flash-linux0.11-talk
本系列全局视角
最后，祝大家都能追更到系列结束，只要你敢持续追更，并且把每一回的内容搞懂，我就敢让你在系列结束后说一句，我对 Linux 0.11 很熟悉。
另外，本系列完全免费，希望大家能多多传播给同样喜欢的人，同时给我的 GitHub 项目点个 star，就在阅读原文处，这些就足够让我坚持写下去了！我们下回见。