操作系统原理（一）之操作系统启动顺序

操作系统原理

操作系统启动顺序

参考文章：浅谈操作系统启动过程

1、POST（加电自检）：寻找显卡和执行BIOS
机器启动的时执行第一条指令去执行BIOS，将控制权交给BIOS
根据CS 和 IP的值就可以找到指令的物理地址0xFFFF:0x0000，也就是0xFFFF0，找到BIOS地址
2、BIOS硬件质检
然后进行内存寻址：将引导扇区中的Boot.exe，然后加载并跳转到Loader.exe的0x7C00地址（作用：加载内核文件）
3、进入操作系统

基础知识

设备I/O地址与IRQ中断信道

设备I/O地址：设备的门牌号，用于设备组件间的交互通信。不能有两个设备使用相同的地址
IRQ中断信道：各设备可通过IRQ来告知CPU该设备的工作情况，以方便CPU进行工作分配任务。（sharing IRQ 中断共享技术）

CMOS 与 BIOS

CMOS
记录主板上面的重要参数 包括系统时间、CPU电压与频率、各设备的I/O地址和IRQ等
BIOS

• 写入主板上某一块闪存或EEPROM的程序，具有断电不易失性，其具有固定的设备地址，开机时执行，加载CMOS当中的参数，并尝试调用存储设别中的引导程序bootloader。
• 负责开机的硬件自检与初始化以及将bootloader加载到内存中的0x7c00，然后跳转到0x7c00执行。
• BIOS地址由CS:IP=16*CS+IP(代码段寄存器:指令指针)来表示。

Bootloader
硬盘中的第一个扇区也叫主引导扇区，一个扇区是512字节，所以bootloader也是512字节。其中有400+个字节是启动代码(CS)，负责完成bootloader需要完成的工作，剩下的字节是记录硬盘分区表。

寻址机制

寻址是由段寄存器以及指令指针共同完成。
段寄存器：

• CS： code segment，代码段寄存器
• DS：data segment，数据段寄存器
• ES：extra segment，附加段寄存器
• SS：stack segment，堆栈寄存器

指令寄存器IP(instruction pointer)，即是我们熟悉的程序计数器PC。
一个地址由段寄存器:指令指针=16*段寄存器+指令指针来表示
因为实模式只有20位寻址，所以最大可调用的空间只有1M