深入解析linux-0.11保护模式建立过程：实模式与保护模式转换详解

在Linux-0.11这个古老的内核版本中，理解保护模式的建立过程至关重要，因为该版本充分利用了80x86架构的特性，尤其是保护模式。《linux内核完全注释》由赵炯博士编写，对于初学者而言是一本不错的入门书籍，但它可能在某些细节方面不够深入。为了深入剖析，我们将从三个核心文件bootsect.s、setup.s和head.s出发，探讨实模式和保护模式的工作原理。 实模式是80x86架构初始状态，CPU在上电时CR0寄存器默认值为0x00000010，表示工作在此模式下。在这个模式下，指令的执行依赖于段寄存器CS（指向代码段）和IP（指令指针）的值。BIOS通常将第一条指令设置在内存地址0xffff0:0xfff0，这会引导CPU执行BIOS的初始化代码。 当进入保护模式时，系统需要进行一系列复杂的设置，包括设置全局描述符表（GDT）、局部描述符表（LDT），以及初始化任务寄存器等。这涉及到了80x86的段寄存器和分段机制，使得内存管理更加安全和高效。Linux-0.11的bootsect.s负责引导过程，可能会包含设置启动参数和加载引导加载程序（LLD）的代码；setup.s则在引导后进一步初始化硬件和系统环境，包括设置中断向量表（IVT）和数据段；head.s则实现了核心内核的初始化，如加载和运行内核模块、设置堆栈和用户空间映射等。 为了更好地理解这些过程，作者建议读者先掌握80x86保护模式下的编程基础知识，这有助于解析内核代码中的各种指令和操作。同时，使用如bochs这样的仿真软件可以实时跟踪和调试底层代码，这对深入学习Linux-0.11的内核实现非常有帮助。在整个过程中，作者提醒读者注意保护模式下内存管理和权限控制的重要性，这是理解Linux内核安全机制的关键部分。 总结来说，理解Linux-0.11中保护模式的建立过程需要结合实模式的背景，关注bootsect.s、setup.s和head.s等关键文件中的代码，同时具备80x86汇编指令的理解和bochs等工具的使用。这不仅能增进对Linux内核基础结构的认识，也能提升对现代操作系统设计原则的洞察。