Question

我目前正在编写一个bootloader并且已经开始耗尽我的512B空间，所以我开始在512B之外编写更多代码并打算使用bootloader将其读入内存。我添加到我的代码的末尾：

stack_start:
    resb 4096
stack_end:

这样我就可以在操作系统代码的末尾为堆栈分配空间。目前在我的引导程序中，我使用以下here中的以下内容在引导加载程序之后为堆栈分配4KiB：

mov ax, 07c0h           ; 4K stack space after the bootloader -- code is running at 0x07c0
add ax, 288             ; (4096 + 512)/16 bytes per paragraph (288 paragraphs)
mov ss, ax
mov sp, 4096            ; moves the stack pointer

但是现在我需要一种方法来将堆栈分配到我的操作系统代码的末尾，这将是一个未知的大小。

我相信我理解这些是如何设置的 - 类似于使用es，我使用ss来扩展寻址空间，但我找不到任何可以解释它的东西因为我的知识水平。我也不确定如何正确设置它以使我的堆栈结束。我用过：

mov ax, stack_start
mov ss, ax
mov sp, 4096

并没有遇到错误;但是我想知道这是否正确，或者我是否真的只为堆栈分配了一些空间，同时用更高的地址填充内存。

ss如何实际运作？我如何使用它和sp在我的代码末尾为堆栈分配内存？

这是在使用nasm的i386中。

编辑：如果可能的话，验证堆栈位于正确位置的某些方法也非常有用。

Answer 1

我知道这对初学者来说是可怕的，但是只要满足要求并且没有错误，就没有好的或错误的方法来设置堆栈。
在拥有一个完全正常工作的内存管理器之前，你（人）必须是内存管理器你必须知道你如何使用记忆＆＃34;分配内存的整个概念＆＃34;还不存在！你没有内存管理器，你只有一堆RW RAM地址。

记录您的假设

首先要求引导程序可以安全地假设的最小内存量由于初始程序加载器（引导加载程序）位于0x7c00，因此可以认为系统具有31.5KiB的内存。您还可以假设没有内存，并依赖缓存，但这是高级主题。

当出现问题时，陈述假设至关重要。

记住差距

然后您必须了解保留和使用区域，这是通过标准memory map实现的。

摘录：

00000 - 003ff   IVT
00400 - 004ff   BDA
00500 - 0052f   Dangerous Zone (The Petch Zone :) )
00530 - 07bff   Free
07c00 - 07dff   IPL

＆＃34; Petch Zone＆＃34; is an inside joke并向Michael Petch致敬。

做出完全有意识的决定

通过设置临时堆栈来建立您的最小环境在上面的片段中，区域00530 - 07bff是免费的，您可以将它用作~29KiB堆栈由于堆栈是完全降序的，因此您可以将堆栈指针ss:sp放在07c00 07c00是物理地址，将其转换为任何合适的逻辑地址（0000:7c00，0001:7bf0，0002:7be0，0003:7bd0 ,. ..，07c0:0000，任何人都会选择你最喜欢的那个）并以任何原子方式将SS:SP设置为它中断你知道/喜欢。

编辑如果正确注意到Ped7g的偏移下溢从0到fffe，则使用带有小偏移部分的逻辑地址会导致问题。
虽然静态行为检查（起始地址相同），但动态行为失败，因此最好使用0000:7c00，而且肯定不会使用0053以上的段。

任何其他区域都可以，将堆栈指针设置为a0000（传统内存的末尾）是另一种选择。
没有比这更好的了，只是意识到你把它放在哪里。

编辑：评论中的Michael Petch pointed out为a0000，地址9c000也很危险。
更安全的地址是00000 - 003ff IVT 00400 - 004ff BDA 00500 - 0052f Dangerous Zone (The Petch Zone :) ) 00530 - 07bff Stack 07c00 - 07dff IPL 07e00 - 08fff Kernel 09000 - 10000 Other kernel stuff。

更新内存映射

使用符合您需要的块更新内存映射记下内核开始和结束的位置，动态数据所在的位置等等。

例如

malloc

到目前为止，您可能已经在内存映射中使用了静态块，但如果您想使用超过1 MiB的内存，则需要query the BIOS来获取可用内存的内存映射。
这本质上是动态的，因为每个系统都有不同的内存量。

该映射只是内存管理器的一个非常小的元数据，所以现在是时候......

实现简单的内存管理器

在您设置到目前为止的基本环境中，编写一个简单内存管理器，该书可以保存内存块。

陷阱：内存管理器需要一些＆＃34;元内存＆＃34;保留其已分配内存的书，这需要假设。

一旦你可以分配和释放内存，你可以将堆栈移动到更大的区域，从磁盘或等效的方式加载其他数据等等。
我们的想法是，您现在可以像使用mfree和String?一样动态管理内存，从而减轻您在心理上处理内存映射的负担。

更高级的内存管理器

更高级的内存管理器通常用高级语言编写，数据操作更容易（特别是在处理Paging等主题时）。

Answer 2

不要将堆栈放在代码的 end ，而是将其放在开头。这实际上是启动加载器的常见做法。换句话说：

 cli
 mov ax,0x7c00
 mov sp, ax
 xor ax, ax
 mov ss, ax
 sti

您现在正在从您的装载程序代码加载的位置开始增长。这也使事情变得更容易，因为您要做的下一件事之一就是加载第二阶段。这使您可以轻松地在同一个程序集文件中创建第二个阶段，加载并跳转到它，而不必担心堆栈覆盖代码。

Answer 3

我在启动代码中做的一件事就是尽可能将堆栈放在常规内存中。

    Select t2.Name, t2.HRS_TOT, t2.APPROVE_DATE, t1.Date, t1.HRS 
   FROM t1 
   INNER JOIN t2 On t1.SumOfHRS = t2.HRS_TOT 
        t1 = SELECT Name, Date, Sum(HRS) As SumOfHRS, 
   FROM tbl1 GROUP BY date ORDER BY ID

   SYS_MEM    equ 12H
   StkSize    equ 44  ; # of 1024 byte blocks to reserve for stack

这里有一些我的要求特有的东西，但基本上我在内存顶部抓住了44k，这就是堆栈的存在，直到我进入64位。

然后，在我的情况下，读取内核的代码被移动到540H并且内核（ 1181扇区）被读入1000H到94600H。我发现这在实际和受保护模式下非常实用。

如何在i386中正确设置ss和sp寄存器

3 个答案: