05 操作系统的第一个c函数 init_hal()

hal_start 函数：执行板级初始化，

初始化hal层：

就是硬件抽象层，分离硬件特性，向上提供接口，让内核不在关注硬件相关的细节，也能方便以后的 移植和扩展；Cosmos是x86平台下 的，其他平台替换hal层即可；

init_hal函数，初始化平台、初始化内存、初始化中断；

• 初始化平台：init_halplatform

两个任务：一是把二级引导器建立的机器信息结构体复制到hal层的一个全局变量中，方便内核使用里面的信息，之后二级引导器建立的数据所占用的内存都会释放；init_machbstart函数；

　　复制machbstart_t 结构体，同时因为进入长模式，需要转化为虚拟地址；

　　　　二是初始化图形显示驱动，内核在运行过程需要向屏幕输出信息；init_bdvideo函数

　　初始化图形数据结构，包括分辨率，图形模式，图形驱动指针，结构体实现dftgraph_t，其中包括了图形驱动操作函数指针结构体 dftghops_t ；

　　初始化bga图形显卡的函数指针； 初始化vbe图形显卡的函数指针； 清空屏幕； 显示背景图片； 

这儿就可以做一个显示背景的实验了；

• 初始化内存：init_halmm

halmm.c文件，向内存管理器提供内存布局信息；之前在二级引导器中获取的内存布局信息位基础 ，e820map_t结构体数组，设计一个新的结构体 phymmarge_t；包括内核要保留的一部分内存空间；

• 初始化中断：

　　x86CPU最多支持256个中断，需要有256个中断门描述符和中断处理程序入口；中断表 gate_t 结构体，IDTR寄存器指向它；set_idt_desc函数实现填充结构体； 中断处理程序只需要负责：保护CPU寄存器，调用中断处理器，恢复CPU寄存器；这三部分用汇编写  kernel.asm文件；

　　有的CPU异常，会有一个异常码压入栈中，而有的CPU异常没有，为了统一，手动压入一个常数维持栈平衡；

　　有了中断处理程序的入口地址，就可以在halsgdidit.c文件中写出函数设置中断门描述符，一开始把所有中断的处理程序设置为保留的通用处理程序，避免未知中断异常发生CPU无处可去；然后对已知的中断和异常进一步设置，这会覆盖之前的通用处理程序；随后让上层调用者调用；

COSMOS的CPU中断流程框架：CPU -> 中断门描述符 -> 中断、异常处理入口程序 -> 异常、中断分发器 -> 中断、异常描述符 ；

　　其中，intfltdsc_t 结构体是用来记录 中断描述符表； intserdsc_t 结构体是记录中断函数的地址；内核 或 设备驱动程序 若要安装一个中断处理函数，就要先申请一个intserdsc_t结构体，把中断函数地址写入其中，最后挂载到 intfltdsc_t结构体的 i_serlist 链表中；这么做的原因是：考虑到计算机中可能有很多设备，每个设备都可以产生中断，但是中断控制器的信号线是有限的，中断控制器最多产生几十号中断号，无法容纳所有设备，就会造成多个设备共享一根中断信号线，此时无法识别是哪一个设备产生中断，所以就让设备的驱动程序来决定，它是最了解设备的；

　　这里让这个 intfltdsc_t 结构体所有的中断处理函数依次执行，查看是否是自己的设备的中断，若是就处理，不是则略过；

中断处理函数：hal_do_hwint，根据中断号获取中断异常描述符地址，对异常描述符加锁并中断，运行中断处理的回调函数hal_run_intflthandle，解锁并恢复中断状态；

异常分发器：hal_fault_allocator 函数，异常处回调理函数 也是放在 中断异常描述符中，

中断分发器：同上；

回调函数hal_run_intflthandle：根据中断号获取异常描述符地址，遍历intfltdsc_t 结构体中的 i_serlist链表，将挂载的intserdsc_t 结构体，然后调用jintserdsc_t 结构中的中断处理回调函数； 

• 初始化中断控制器：

设备端的中断交给设备驱动程序；这儿使用了8259A控制器，（之后是IOAPIC，MSI_X），在init_halintupt函数最后，调用8259初始化函数，并且屏蔽了所有中断；

初始化内核层：

  内核层是hal层进入的，init_krl函数，目前什么也不做，是空函数，让hal_start函数调用它；

 

本节实验更新 4.24：

虚拟机上进行执行编译得到hd.img文件，这儿我直接用现成打包好的命令了：具体细节我再琢磨琢磨；

make vboxtest；

主机执行如下命令：

.\VBoxManage convertfromraw E:\Abianyi\make_OS\lesson13\test\hd.img  --format VDI E:\Abianyi\make_OS\lesson13\test\hd.vdi

.\VBoxManage storagectl HelloOS --name "SATA" --remove

.\VBoxManage storagectl HelloOS --name "SATA" --add sata --controller IntelAhci --portcount 1

 .\VBoxManage closemedium disk  E:\Abianyi\make_OS\lesson13\test\hd.vdi

 .\VBoxManage storageattach HelloOS --storagectl "SATA" --port 1 --device 0 --type hdd --medium E:\Abianyi\make_OS\lesson13\test\hd.vdi

 

 启动HelloOS： .\VBoxManage.exe startvm HelloOS

得到如下界面：这儿没做修改底层的代码；

----------后续更新换图片 和 显示的 之后的代码