更高一半的内核初始化

Question

当初始化我的内核时，我有一些需要发生的事情：1）需要启用分页，2）物理内存管理器需要从grub解析内存映射，3）配套启动代码需要访问需要留在那里的数据（例如GDT，IDT，内存管理结构）。

这些步骤之间的依赖关系让我疯狂。在更高一半的情况下，内核链接到它的虚拟地址，所以我提出的选项是1）在汇编中启用分页，这将涉及所有多重启动指针（汇编中），以便它们仍然可以访问到物理内存管理器，然后将其全部取消映射，2）将启动代码链接到其物理地址，然后执行一些指针操作来访问其物理地址处的内核结构，或者3）不使用更高一半的核心。

还涉及在编译时不知道物理内存量的情况下引导物理内存管理器。我非常肯定，在分配第一个结构时，我必须小心避免所有的多引导结构，或者先使用它们，然后不要担心覆盖它们（尽管我仍然需要处理模块，并且这种方法很可能涉及将多重引导表复制到已知位置，因为我在设置物理内存管理器时需要它们）。

这些问题是为什么我避免了更高的半内核到现在。有没有人有解决这些依赖关系的好系统？可能在this GDT trick上有一些变化来访问其链接/虚拟地址处的内核以及物理地址处的多重引导表，或者使用某种预先定义的页表避免上述问题，可能涉及PSE？

Answer 1

我这是怎么解决这个问题：

我的内核映像是通过在GRUB（物理）地址为0x01000000（16MB，只是ISA DMA区域上方）加载。该图像基本上由两部分组成：

1. “early init”部分。本节包含为准备跳转到更高一半内核而执行的代码。我还在本节中预留了一些空间，以便在此准备过程中使用堆栈和堆。本节中的所有代码都在（虚拟）地址0x01000000处链接。
2. 图像的其余部分包含代码和数据，它们是高内核的一部分。此部分中的所有代码都以（虚拟）地址0xc0000000（3GB）链接。

由于init初期部分的代码与加载的地址链接在相同的地址，因此GRUB可以毫无问题地跳转到该代码中。此早期init代码执行以下步骤：

1. 重新定位GRUB传递给内核的MBI结构。早期init部分内部的堆用于此目的。
2. 标识将从物理地址0x0开始的所有页面映射到早期init节使用的最后一页的物理地址。身份映射意味着虚拟地址与物理地址相同。这可以确保启用分页后仍可以执行初始init部分中的代码。
3. 在虚拟地址0xc0000000处映射较高的一半内核。
4. 启用分页。
5. 跳转到高半内核。

在这一点上，其余的初始化是从更高一半的代码完成的。这包括设置GDT，IDT，内存管理，......请注意，MBI将重新定位到一个众所周知的位置，所以您不必担心用自己的数据结构覆盖它。

有关物理内存管理器的一小部分内容：我所做的是计算我的数据结构所需的页面数量，从内核映像之后的第一页开始分配这些结构，并在这些数据结构之后开始处理页面。

我希望这个解释清楚。如果不是，请让我知道。如果你愿意的话，我也可以为你提供一份我的内核的副本。