Linux在286上？

我没有286，也没有打算在一台Linux上运行。但是，由于286具有保护模式，为什么经常说Linux需要386 CPU或更高版本？

从http://tuxmobil.org/286_mobile.html看来，ELKS版本的Linux可以在286上运行，这是正确的吗？进行了哪些修改（如果有的话）以允许内核在286 CPU上运行？

现在，很明显，我知道为386编译的内核无法在286 CPU（16位）上执行。所以我的问题是，为什么不能为286编译标准Linux内核，然后在286上执行呢？Linux是否需要硬件VM86支持？

286保护模式（PM）从根本上不同于386提供的保护模式。可以将286 PM视为原型，它有很多缺点，几乎没有人使用过它，整个东西是从386开始完全重新设计的。

它没有使用平面内存模型，而是使用了诸如实模式之类的分段模型，这意味着您必须一次跳越圈才能一次访问大于64kB的块中的内存。

它与当时所有可用的（MS-DOS）程序完全不兼容，因此一旦进入PM，您将无法使用任何以前使用过的程序。

除非您重新启动PC，否则您也无法再次退出保护模式，因此制造商想出了一些创新的解决方案，例如在RAM中放置一个标志，然后将一个神奇的值写入键盘控制器，这将使CPU上的复位引脚弹起，从而重新启动PC。机。BIOS要做的第一件事是检测到较早设置的标志，然后它将跳回到原始程序，而不是运行POST例程，从而允许原始程序在“退出” PM后继续运行。

这意味着使用286 PM会使您无法运行正常的DOS程序而没有很多技巧。在只有DOS程序的时候，完全不值得使用PM。

因此，使用286 PM最终要比不使用286 PM和依靠EMS和XMS访问额外的内存更加复杂。许多286主板都支持EMS的芯片组，因此您可以使用所有额外的系统内存而无需PM。

英特尔意识到了这些缺点，并在386中生产了全新的完全不同的PM。平面内存模型使访问内存（最多4GB）变得简单。CPU可以通过两条指令进出PM，因此不需要笨拙的重启协议。VM86意味着在大多数时间甚至不需要退出PM时，您仍可以在PM中运行DOS程序。

所有这些改进意味着386 PM不仅功能更强大，而且兼容性也大大提高。

换句话说，286和386保护模式之间唯一的共同点就是名称。这就是为什么PM操作系统通常为386或更高版本的原因。增加对286 PM的支持将是完全独立的工作，几乎没有代码可以与完全不同的386 PM共享。

相比之下，直到最后一个32位CPU为止，386 PM的工作方式几乎相同，甚至在64位CPU上运行32位软件时也是如此。

内核中有部分是用汇编语言编写的，因此必须重写它们才能支持286。

关于ELKS，他们在FAQ中指出这是Linux内核的子集，因此也许他们只移植了绝对必要的东西。

我认为我的问题的真正答案是：

每个主要的CPU体系结构（或其主要版本）除C代码外还需要一些汇编支持代码。

即使您有GCC来将Linux内核编译为16位286机器代码，仍然会缺少与16位286兼容的基本汇编代码。

换句话说，内核最多只能部分构建。任何特定于体系结构的汇编代码都将无法汇编，因为它根本不是针对该体系结构编写的。

基于此，我假设这正是ELKS和类似项目在286或其他体系结构上实现Linux时所做的工作—它们实现了缺少的程序集支持代码。

80386除支持内存分段外，还支持分页，而286仅支持内存分段。Linux严重依赖分页支持，即使用平面内存方案，该方案基本上将所有段寄存器设置为0，并使用分页来管理应用程序。为了将Linux移植到286，基本内存管理器需要重新设计才能在分段模式下工作而无需分页，这可能是很多工作。

Linux是否需要硬件VM86支持？

我不是一个组装的家伙，但根据此：

作为8086体系结构的32位扩展的原始实现，80386指令集，编程模型和二进制编码仍然是所有32位x86处理器（称为x86，IA-32或i386）的共同点。 -体系结构，取决于上下文。

386代表了286 的扩展指令集，因此谁知道端口将有多难。显然，几乎没有人愿意去尝试它……我想您可以向ELKS员工问一下。

最大的原因是，原始的GNU项目针对32位机器（例如1980年代中期的Unix工作状态）而不是费心去支持任何较小的东西，因此整个GNU工具链不适合16位代码生成。如果GCC能够生成286保护模式代码，那么将比以前任何其他移植目标都更容易使用Linux内核将早期的，需要大量汇编代码的段移植到286上的过程。但是，将GCC定位为286保护模式将是一个庞大的项目，以支持过时的处理器。

最近Linux内核已经放弃了386的支撑平台和Linux内核并不支持Intel 286 processors..80286不是32位的CPU，这是需要引导。

Linux x86不能轻易地反向移植到80286，因为它是16位处理器，而Linux x86需要32位处理器。

更具体地说，286上的寄存器仍然只有16位宽。没有EX寄存器可用。而且，内存段和偏移量仍然只有16位长。程序仍然必须处理近/远代码和数据。

这意味着Linux / 286将需要与Linux / 386完全不同的内核和用户API。每个程序集源文件和许多C源文件都需要重写。就像Win16编程与Win32编程之间的区别一样。

简而言之，您不能仅仅告诉GCC为其他CPU进行编译。对于16位环境，每一位代码都需要重写。

从我读过的书中，使Linux在80286上运行的规范方法是在虚拟机中运行它。这就是Fabrice Bellard在这里所做的。您必须自己实施虚拟机，或者移植一个。