从开机到进入操作系统的引导过程详解

最近学习了 计算机组成原理,老师 问了一个问题“计算机如何执行第一条指令?”

又看了一本书《30天自制操作系统》,因此在这好好总结一下计算机开机以后的整个引导过程。

Part 1. 引导过程详解

① 第一步,开机直接访问BIOS ROM的0xFFFF0。

        开机以后,CS寄存器置为0xFFFF,IP寄存器置为0x0000。这样一来,CPU就会要求访问地址为0xFFFF0的这个地方。这个地址实际上不是内存的地址,它被 地址控制器(实际上是南桥北桥)映射到 BIOS ROM里,而这个地址的ROM中存放着一条跳转指令。

        参考:http://bbs.csdn.net/topics/370117602

        http://blog.csdn.net/mxdlove00/article/details/8821377

② 第二步,访问BIOS ROM中的初始化程序。

    0xFFFF0中这条跳转指令,跳转至BIOS ROM的某个地址。从这开始是一段初始化程序,把这段程序复制到内存中执行。

  作用:一方面 初始化硬件(如内存等);另一方面 从硬盘加载引导程序(具体方法是 从0柱0面0扇区开始寻找,如果扇区最后是”55 AA”,则说明找到该引导程序,否则继续寻找下一扇区,直到找到引导程序),找到引导(boot)程序之后 复制到内存的 0x07c00——0x7dff(复制到该地址的原因参看 http://blog.csdn.net/mxdlove00/article/details/8811060 )中,然后跳到该地址执行引导程序。

        参考: 《30天自制操作系统》

        http://bbs.csdn.net/topics/370117602

        到此为止,一切都是硬件自动完成的,是不可改变的。

        从下面开始,执行的程序可以由程序员自由控制了。

③ 第三步,引导程序开始执行。

        引导程序把操作系统硬盘读入到内存中,并跳到内存操作系统开始地址

        多说一点,在《30天自制操作系统》中是这么做的,把软盘中10个柱面的内容都读到内存中,推算(软盘在内存的开始地址+操作系统在软盘中的相对地址=操作系统在内存中的地址)出操作系统的开始地址,然后跳到该地址。

        参考:《30天自制操作系统》

④ 第四步,开始执行操作系统程序。

        开始执行操作系统程序。

Part 2. 引导程序示意图

 SouthEast

        ① 开机访问0xFFFF0地址

        ② 跳转到BIOS ROM的初始化程序

        ③ 把BIOS ROM中的初始化程序复制到内存中执行

        ④ 初始化程序 首先初始化硬件,然后在硬盘中找到 引导程序。

        ⑤ 将引导程序复制到 内存的 0x07c00,并执行

        ⑥ 引导程序 将硬盘的内容复制到内存中。

        ⑦ 跳到内存中操作系统的开始地址,

        ⑧ 开始执行操作系统。

本文章迁移自http://blog.csdn.net/timberwolf_2012/article/details/8883269