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我一直试图围绕 xv6 引导加载程序的 C 部分（问题在代码下方）

void
bootmain(void)
{
  struct elfhdr *elf;
  struct proghdr *ph, *eph;
  void (*entry)(void);
  uchar* pa;

  elf = (struct elfhdr*)0x10000;  // scratch space

  // Read 1st page off disk
  readseg((uchar*)elf, 4096, 0);

  // Is this an ELF executable?
  if(elf->magic != ELF_MAGIC)
    return;  // let bootasm.S handle error

  // Load each program segment (ignores ph flags).
  ph = (struct proghdr*)((uchar*)elf + elf->phoff);
  eph = ph + elf->phnum;
  for(; ph < eph; ph++){
    pa = (uchar*)ph->paddr;
    readseg(pa, ph->filesz, ph->off);
    if(ph->memsz > ph->filesz)
      stosb(pa + ph->filesz, 0, ph->memsz - ph->filesz);
  }

  // Call the entry point from the ELF header.
  // Does not return!
  entry = (void(*)(void))(elf->entry);
  entry();
}

void
waitdisk(void)
{
  // Wait for disk ready.
  while((inb(0x1F7) & 0xC0) != 0x40)
    ;
}

// Read a single sector at offset into dst.
void
readsect(void *dst, uint offset)
{
  // Issue command.
  waitdisk();
  outb(0x1F2, 1);   // count = 1
  outb(0x1F3, offset);
  outb(0x1F4, offset >> 8);
  outb(0x1F5, offset >> 16);
  outb(0x1F6, (offset >> 24) | 0xE0);
  outb(0x1F7, 0x20);  // cmd 0x20 - read sectors

  // Read data.
  waitdisk();
  insl(0x1F0, dst, SECTSIZE/4);
}

// Read 'count' bytes at 'offset' from kernel into physical address 'pa'.
// Might copy more than asked.
void
readseg(uchar* pa, uint count, uint offset)
{
  uchar* epa;

  epa = pa + count;

  // Round down to sector boundary.
  pa -= offset % SECTSIZE;

  // Translate from bytes to sectors; kernel starts at sector 1.
  offset = (offset / SECTSIZE) + 1;

  // If this is too slow, we could read lots of sectors at a time.
  // We'd write more to memory than asked, but it doesn't matter --
  // we load in increasing order.
  for(; pa < epa; pa += SECTSIZE, offset++)
    readsect(pa, offset);
}

所以它使用CHS 寻址方案，即将扇区索引、柱面编号和磁头编号输出到磁盘端口并发出读取命令（请参阅 参考资料readsect(dst, offset)）。

该offset函数采用的参数应该包含从磁盘起始扇区开始的偏移量。例如，如果您0x01000203作为偏移量（16777731十进制）传递，它会将其拆分0x03为扇区索引、0x0002柱面编号和0x01磁头编号。问题是扇区索引不能从0x00to 0xFF，它只能从0x01to 0x3F（十进制的1to 63），所以这个寻址方案是不连续的。例如， anoffset 0x100002EE将是无效的，因为没有扇区索引0xEE。

我真的不明白内核是如何成功加载到内存中的。在readseg()函数中，很明显您可以将任何内存偏移量传递给它，它会将其转换为扇区偏移量并传递给readsect()，可能会传递无效的扇区索引。如果内核大小永远不会超过63 * 512 = 32256字节，那就没问题了，因此永远不会达到无效的扇区索引，但它实际上是 170k 左右。

到底是怎么回事？

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到底是怎么回事？

硬盘没有使用 CHS 寻址，而是实际使用（28 位）LBA 寻址。在这种情况下，在 CHS 模式下用于“扇区、柱面低、柱面高、磁头”的 IDE/ATA 控制器的寄存器变为“LBA 位 0 到 7、LBA 位 8 到 15、LBA 位 16 到 23、LBA位 24 到 27" 代替。

请注意，此代码仍然非常糟糕（例如，不检查读取命令是否返回错误，可能对大量多个硬件的存在和配置做出疯狂的假设等）；而真正的引导加载程序无法做出这些假设，并且主要需要使用固件从磁盘加载数据（因为引导加载程序支持所有 RAID 控制器、AHCI/SATA、SCSI 控制器、USB 控制器和设备是不切实际的，...... ）。然而，Xv6 是一个“教学操作系统”（这主要意味着它会教你一些坏主意和废话，以便将知识的错觉塞进大约 3 个月的时间跨度）。

于 2020-04-04T14:47:13.353 回答