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[26331] 2020-12-17_全网最硬核讲解计算机的启动过程

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2020-12-17_全网最硬核讲解计算机的启动过程 全 网 最 硬 核 讲 解 计 算 机 的 启 动 过 程 L i n u x 学 习   2 0 2 0 - 1 2 - 1 7 以 下 文 章 来 源 于 低 并 发 编 程   ， 作 者 闪 客 s u n 来 自 公 众 号 ： 来 自 公 众 号 ： 低 并 发 编 程 低 并 发 编 程 本 讲 只 为 讲 明 白 下 面 一 个 问 题 ： 我 们 按 下 开 机 键 后 究 竟 发 生 了 什 么 ？ 好 的 ， 这 似 乎 是 好 多 人 都 特 别 想 搞 明 白 的 一 个 问 题 ， 有 时 候 非 常 纳 闷 ， 为 什 么 一 个 看 似 这 么 简 单 的 问 题 ， 就 是 搜 不 到 一 个 直 面 问 题 的 答 案 呢 ？ 好 问 题 ， 我 也 不 知 道 为 什 么 会 这 样 ， 但 我 猜 是 因 为 ： 其 一 其 一 ， 似 懂 非 懂 的 人 太 多 ， 他 们 其 实 也 不 知 道 究 竟 发 生 了 什 么 ， 所 以 只 能 模 糊 大 概 地 说 一 些 教 科 书 上 的 话 。 其 二 其 二 ， 知 道 这 个 答 案 的 人 一 定 是 大 牛 ， 大 牛 要 么 不 回 答 这 个 问 题 ， 要 么 就 不 会 简 单 地 回 答 这 个 问 题 。 而 我 呢 ， 自 认 为 刚 好 处 于 两 者 之 间 ， 现 在 又 特 别 想 把 自 己 知 道 的 分 享 出 来 ， 所 以 你 在 这 里 找 到 了 答 案 。 我 想 当 你 探 寻 这 个 问 题 的 答 案 时 ， 搜 到 的 大 多 数 是 这 样 的 描 述 ： B I O S   按 照 “ 启 动 顺 序 ” ， 把 控 制 权 转 交 给 排 在 第 一 位 的 存 储 设 备 ： 硬 盘 。 然 后 在 硬 盘 里 寻 找 主 引 导 记 录 的 分 区 ， 这 个 分 区 告 诉 电 脑 操 作 系 统 在 哪 里 ， 并 把 操 作 系 统 被 加 载 到 内 存 中 ， 然 后 你 就 能 看 到 经 典 的 启 动 界 面 了 ， 这 个 开 机 过 程 也 就 完 成 了 。 这 种 描 述 简 直 太 魔 幻 了 ， 为 什 么 是   B I O S   主 导 这 一 切 ？ 怎 么 叫 按 照 启 动 顺 序 启 动 顺 序 ？ 这 个 分 区 咋 就 被 加 载 加 载 到 内 存 了 ， 又 咋 告 告 诉 诉 电 脑 操 作 系 统 在 哪 里 了 ？ 我 无 法 忍 受 这 样 的 魔 幻 描 述 ， 我 非 要 把 它 说 得 清 清 楚 楚 。 首 先 学 一 个 东 西 ， 一 定 要 有 一 个 前 置 前 置 的 知 识 ， 我 们 把 它 当 做 已 知 的 ， 我 不 可 能 从 原 子 组 成 分 子 开 始 讲 原 理 。 那 学 习 计 算 机 启 动 过 程 的 前 置 知 识 是 什 么 呢 ？ 我 要 求 你 已 知 以 下 几 点 ： 1 .   内 存 是 存 储 数 据 的 地 方 ， 给 出 一 个 地 址 信 号 ， 内 存 可 以 返 回 该 地 址 所 对 应 的 数 据 。 2 .   C P U   的 工 作 方 式 就 是 不 断 从 内 存 中 取 出 指 令 ， 并 执 行 。 低 并 发 编 程 低 并 发 编 程   . 战 略 上 藐 视 技 术 ， 战 术 上 重 视 技 术
3 .   C P U   从 内 存 的 哪 个 地 址 取 出 指 令 ， 是 由 一 个 寄 存 器 中 的 值 决 定 的 ， 这 个 值 会 不 断 进 行   + 1   操 作 ， 或 者 由 某 条 跳 转 指 令 指 定 其 值 是 多 少 。 好 了 ， 只 需 要 知 道 这 三 点 前 置 前 置 知 识 ， 你 就 能 专 业 地 解 释 计 算 机 的 启 动 过 程 了 。 一 、 为 什 么 是 一 、 为 什 么 是   B I O S   主 导 ？ 主 导 ？ 都 说 开 机 后 ， B I O S   就 开 始 运 行 自 己 的 程 序 了 ， 又 硬 件 自 检 ， 又 加 载 启 动 区 的 。 我 就 不 服 了 ， 为 什 么 开 机 后 是 执 行   B I O S 里 的 程 序 ？ 为 啥 不 是 内 存 里 的 ？ 为 啥 不 是 硬 盘 里 的 ？ 好 的 ， 不 要 怀 疑 前 置 知 识 ， C P U   的 工 作 方 式 ， 就 是 不 断 从 内 存 中 取 指 令 并 执 行 ， 那 为 什 么 会 说 是 执 行   B I O S   里 的 程 序 呢 ？ 这 就 不 得 不 说 说 内 存 映 射 内 存 映 射 了 。 二 、 内 存 映 射 二 、 内 存 映 射 C P U   地 址 总 线 的 宽 度 决 定 了 可 访 问 的 内 存 空 间 的 大 小 地 址 总 线 的 宽 度 决 定 了 可 访 问 的 内 存 空 间 的 大 小 。 比 如   1 6   位 的   C P U   地 址 总 线 宽 度 为   2 0   位 ， 地 址 范 围 是   1 M 。 3 2   位 的   C P U   地 址 总 线 宽 度 为   3 2   位 ， 地 址 范 围 是   4 G 。 你 可 以 算 算 我 们 现 在 的   6 4   位 机 的 地 址 范 围 。 可 是 ， 可 访 问 的 内 存 空 间 这 么 大 ， 并 不 等 于 说 全 都 给 内 存 使 用 ， 也 就 是 说 寻 址 的 对 象 不 只 有 内 存 ， 还 有 一 些 外 设 也 要 通 过 地 址 总 线 的 方 式 去 访 问 ， 那 怎 么 去 访 问 这 些 外 设 呢 ？ 就 是 在 地 址 范 围 中 划 出 一 片 片 的 区 域 ， 这 块 给 显 存 使 用 ， 那 块 给 硬 盘 控 制 器 使 用 ， 等 等   。 这 样 说 ， 其 实 就 不 符 合 我 们 的 前 置 知 识 了 ， 所 以 可 以 有 一 种 不 太 正 确 的 理 解 方 式 ， 那 就 是 内 存 中 的 这 块 位 置 就 是 显 存 ， 那 块 位 置 就 是 硬 盘 控 制 器 。 我 们 在 相 应 的 位 置 上 读 取 或 者 写 入 ， 就 相 当 于 在 显 存 等 外 设 的 相 应 位 置 上 读 取 或 者 写 入 ， 就 好 像 这 些 外 设 的 存 储 区 域 ， 被 映 射 映 射 到 了 内 存 中 的 某 一 片 区 域 一 样 。 这 样 我 们 就 不 用 管 那 些 外 设 啦 ， 关 注 点 仍 然 是 一 个 简 简 单 单 的 内 存 。 这 就 是 所 谓 的 内 存 映 射 内 存 映 射 。 太 好 了 ， 现 在 又 用 简 单 的 前 置 知 识 就 能 解 释 得 通 了 ， 我 们 继 续 往 下 推 。 三 、 实 模 式 下 的 内 存 分 布 三 、 实 模 式 下 的 内 存 分 布 刚 刚 说 到 内 存 中 划 分 出 了 一 片 一 片 区 域 给 各 种 外 设 ， 那 么 问 题 自 然 就 来 了 ， 哪 块 区 域 ， 分 给 了 哪 块 外 设 了 呢 ？ 如 果 是 规 定 ， 那 应 该 有 一 张 表 比 较 好 吧 。 嗯 没 错 ， 还 真 有 ， 它 就 是 实 模 式 下 的 内 存 分 布 ， 笔 者 给 它 画 了 一 张 图 ：
在 这 里 插 入 图 片 描 述 哎 哟 我 真 是 个 小 天 使 ， 把 比 例 都 表 现 出 来 了 ， 网 上 能 再 找 出 比 我 这 个 更 直 观 的 请 给 我 留 言 。 实 模 式 之 后 再 解 释 ， 现 在 简 单 理 解 就 是 计 算 机 刚 开 机 的 时 候 只 有   1 M   的 内 存 可 用 。 我 们 看 到 ， 内 存 被 各 种 外 设 瓜 分 了 ， 即 映 射 在 了 内 存 中 。 B I O S   更 狠 ， 不 但 其 空 间 被 映 射 到 了 内 存   0 x C 0 0 0 0   -   0 x F F F F F   位 置 ， 其 里 面 的 程 序 还 占 用 了 开 头 的 一 些 区 域 ， 比 如 把 中 断 向 量 表 写 在 了 内 存 开 始 的 位 置 ， 真 所 谓 先 到 先 得 啊 。 四 、 怎 么 就 从 四 、 怎 么 就 从   B I O S   里 的 程 序 开 始 执 行 了 里 的 程 序 开 始 执 行 了 好 了 ， 现 在 我 们 知 道   B I O S   里 的 信 息 被 映 射 到 了 内 存   0 x C 0 0 0 0   -   0 x F F F F F   位 置 ， 其 中 最 为 关 键 的 系 统   B I O S   被 映 射 到 了 0 x F 0 0 0 0   -   0 x F F F F F   位 置 。 假 如 我 现 在 说 ， C P U   开 机 就 是 执 行 了 这 块 区 域 的 代 码 ， 然 后 巴 拉 巴 拉 一 顿 操 作 就 开 机 了 ， 你
肯 定 要 喷 我 了 ， 为 什 么 就 执 行 到 这 了 呢 ， 那 咋 不 从 头 开 始 执 行 ？ 这 就 自 然 有 了 一 种 猜 想 ， 我 们 要 用 到 另 一 个 前 置 知 识 了 ， 就 是   C P U   从 内 存 的 哪 个 位 置 取 出 执 行 并 执 行 呢 ？ 是 是   P C   寄 存 寄 存 器 中 的 地 址 值 器 中 的 地 址 值 。 B I O S   程 序 的 入 口 地 址 也 就 是 开 始 地 址 是   0 x F F F F 0 （ 人 家 就 那 么 写 的 ） ， 也 就 是 开 机 键 一 按 下 ， 一 定 有 一 个 神 奇 的 力 量 ， 将   p c   寄 存 器 中 的 值 变 成   0 x F F F F 0 ， 然 后   C P U   就 开 始 马 不 停 蹄 地 跑 了 起 来 。 没 错 ， 接 下 来 这 句 话 ， 可 能 就 是 你 找 了 很 久 的 答 案 ， 请 做 好 准 备 ： 在 你 开 机 的 一 瞬 间 ， 在 你 开 机 的 一 瞬 间 ， C P U   的 的   P C   寄 存 器 被 强 制 初 始 化 为 寄 存 器 被 强 制 初 始 化 为   0 x F F F F 0 。 如 果 再 说 具 体 些 ， C P U   将 段 基 址 寄 存 器   c s   初 始 化 为   0 x F 0 0 0 ， 将 偏 移 地 址 寄 存 器   I P   初 始 化 为   0 x F F F 0 ， 根 据 实 模 式 下 的 最 终 地 址 计 算 规 则 ， 将 段 基 址 左 移   4   位 ， 加 上 偏 移 地 址 ， 得 到 最 终 的 物 理 地 址 也 就 是 抽 象 出 来 的   P C   寄 存 器 地 址 为   0 x F F F F 0 。 当 我 在 学 习 这 段 知 识 时 ， 看 到 这 句 话 才 让 将 我 心 里 积 压 了 很 久 的 疑 惑 解 开 ， 多 么 简 单 粗 暴 的 道 理 啊 。 写 到 这 里 我 也 是 长 舒 了 一 口 气 ， 因 为 剩 下 的 过 程 ， 就 几 乎 只 是 流 水 账 一 样 的 正 推 了 。 至 于 怎 么 强 制 初 始 化 的 ， 我 觉 得 就 越 过 了 前 置 知 识 的 边 界 了 ， 况 且 各 个 厂 商 的 硬 件 实 现 也 不 一 定 相 同 ， 有 很 多 办 法 ， 也 很 简 单 。 讨 论 起 来 意 义 就 不 大 了 。 五 、 五 、 B I O S   里 到 底 写 了 什 么 程 序 里 到 底 写 了 什 么 程 序 好 了 ， 我 们 现 在 知 道 了   B I O S   被 映 射 到 了 内 存 的 某 个 位 置 ， 并 且 开 机 一 瞬 间   C P U   强 制 将 自 己 的   p c   寄 存 器 初 始 化 为   B I O S 程 序 的 入 口 地 址 ， 从 这 里 开 始   C P U   马 不 停 蹄 地 向 前 跑 了 起 来 。 那 接 下 来 的 问 题 似 乎 也 非 常 自 然 地 就 问 出 来 了 ， 那 就 是 B I O S   程 序 里 到 底 写 了 啥 ？ 把   B I O S   程 序 里 的 二 进 制 信 息 全 贴 出 来 也 不 合 适 ， 我 们 分 析 一 些 主 要 的 。 我 们 首 先 还 是 来 猜 测 ， 你 看 入 口 地 址 是 0 x F F F F 0 ， 说 明 程 序 是 从 这 执 行 的 。 实 模 式 下 内 存 的 下 边 界 就 是   0 x F F F F F ， 也 就 是 只 剩 下   1 6   个 字 节 的 空 间 可 以 写 代 码 了 ， 这 够 干 啥 的 呢 ？ 如 果 你 有 心 的 话 应 该 能 猜 出 ， 入 口 地 址 处 可 能 是 个 跳 转 指 令 ， 跳 到 一 个 更 大 范 围 的 空 间 去 执 行 自 己 的 任 务 。 没 错 就 是 这 样 ， 0 x F F F F 0   处 存 储 的 机 器 指 令 ， 翻 译 成 汇 编 语 言 是 ： 意 思 是 跳 转 到 物 理 地 址   0 x f e 0 5 b   处 开 始 执 行 （ 回 忆 下 前 面 说 的 实 模 式 下 的 地 址 计 算 方 式 ） 。 地 址   0 x f e 0 5 b   处 开 始 ， 便 是   B I O S   真 正 发 挥 作 用 的 代 码 了 ， 这 块 代 码 会 检 测 一 些 外 设 信 息 ， 并 初 始 化 好 硬 件 ， 建 立 中 断 向 量 表 并 填 写 中 断 例 程 。 这 里 的 部 分 不 要 展 开 ， 这 只 是 一 段 写 死 的 程 序 而 已 ， 而 且 对 理 解 开 机 启 动 过 程 无 帮 助 ， 我 们 看 后 面 精 彩 的 部 分 ， 也 就 是   B I O S   的 最 后 一 项 工 作 ： 加 载 启 动 区 加 载 启 动 区 。 六 、 六 、 0 x 7 c 0 0   是 啥 是 啥 该 较 真 的 地 方 就 是 要 较 真 ， 我 绝 对 不 会 让 加 载 加 载 这 种 魔 幻 的 词 出 现 在 这 里 ， 我 们 现 在 就 来 把 它 拆 解 成 人 话 。 其 实 这 个 词 也 并 不 魔 幻 ， 加 载 在 计 算 机 领 域 就 是 指 ， 把 某 设 备 上 （ 比 如 硬 盘 ） 的 程 序 复 制 到 内 存 中 的 过 程 把 某 设 备 上 （ 比 如 硬 盘 ） 的 程 序 复 制 到 内 存 中 的 过 程 。 那 加 载 启 动 区 这 个 过 程 ， 翻 译 过 来 就 是 ， B I O S   程 序 把 启 动 区 的 内 容 复 制 到 了 内 存 中 的 某 个 区 域 程 序 把 启 动 区 的 内 容 复 制 到 了 内 存 中 的 某 个 区 域 。 好 了 ， 问 题 又 自 然 出 来 j m p   f a r   f 0 0 0 : e 0 5 b
了 ， 启 动 区 是 哪 里 ？ 被 复 制 到 了 内 存 的 哪 个 位 置 ？ 然 后 呢 ？ 我 们 一 个 个 来 回 答 。 什 么 是 启 动 区 呢 ？ 即 使 你 不 知 道 ， 你 也 应 该 能 够 猜 到 ， 一 定 是 符 合 某 种 特 征 的 一 块 区 域 ， 于 是 人 们 把 它 就 叫 做 启 动 区 了 ， 那 要 符 合 什 么 特 征 呢 ？ 先 不 急 ， 不 知 道 你 有 没 有 过 设 置   B I O S   启 动 顺 序 的 经 历 ， 通 常 有   U   盘 启 动 、 硬 盘 启 动 、 软 盘 启 动 、 光 盘 启 动 等 等 ， B I O S   会 按 照 顺 序 ， 读 取 这 些 启 动 盘 中 位 于 会 按 照 顺 序 ， 读 取 这 些 启 动 盘 中 位 于   0   盘 盘   0   道 道   1   扇 区 的 内 容 扇 区 的 内 容 。 至 于 磁 盘 格 式 的 划 分 ， 本 篇 就 不 做 讲 解 了 ， 总 之 对 于 内 存 ， 我 们 给 出 一 个 数 字 地 址 就 能 获 取 到 该 地 址 的 数 据 ， 而 对 于 磁 盘 ， 我 们 需 要 给 出 磁 头 、 柱 面 、 扇 区 这 三 个 信 息 才 能 定 位 某 个 位 置 的 数 据 ， 都 是 描 述 位 置 的 一 种 方 式 而 已 。 接 着 说 ，   这   0   盘   0   道   1   扇 区 的 内 容 一 共 有   5 1 2   个 字 节 ， 如 果 末 尾 的 两 个 字 节 分 别 是 如 果 末 尾 的 两 个 字 节 分 别 是   0 x 5 5   和 和   0 x a a ， 那 么 ， 那 么   B I O S   就 会 认 就 会 认 为 它 是 个 启 动 区 为 它 是 个 启 动 区 。 如 果 不 是 ， 那 么 按 顺 序 继 续 向 下 个 设 备 中 寻 找 位 于   0   盘   0   道   1   扇 区 的 内 容 。 如 果 最 后 发 现 都 没 找 到 符 合 条 件 的 ， 那 直 接 报 出 一 个 无 启 动 区 的 错 误 。 B I O S   找 到 了 这 个 启 动 区 之 后 干 嘛 呢 ？ 哦 ， 前 面 说 过 了 是 加 载 ， 就 是 把 这 就 是 把 这   5 1 2   个 字 节 的 内 容 ， 一 个 比 特 都 不 少 的 全 部 个 字 节 的 内 容 ， 一 个 比 特 都 不 少 的 全 部 复 制 到 内 存 的 复 制 到 内 存 的   0 x 7 c 0 0   这 个 位 置 这 个 位 置 。 怎 么 复 制 的 ？ 当 然 是 指 令 啦 。 哪 些 指 令 呢 ？ 这 里 我 只 能 简 单 说 指 令 集 中 是 有   i n   和   o u t 的 ， 用 来 将 外 设 中 的 数 据 复 制 到 内 存 ， 或 者 将 内 存 中 的 数 据 复 制 到 外 设 ， 用 这 两 个 指 令 ， 以 及 外 设 给 我 们 提 供 的 读 取 方 式 ， 就 能 做 到 这 一 点 啦 。 启 动 区 内 容 此 时 已 经 被   B I O S   程 序 复 制 到 了 内 存 的   0 x 7 c 0 0   这 个 位 置 ， 然 后 呢 ？ 这 个 其 实 也 不 难 猜 测 ， 启 动 区 的 内 容 就 是 我 们 自 己 写 的 代 码 了 ， 复 制 到 这 里 之 后 ， 就 开 始 执 行 呗 ， 之 后 我 们 的 程 序 就 接 管 了 接 下 来 的 流 程 ， B I O S   的 使 命 也 就 结 束 啦 。 所 以 复 制 完 之 后 ， 接 下 来 应 该 是 一 个 跳 转 指 令 吧 ！ 没 错 ， 正 是 这 样 ， P C   寄 存 器 的 值 变 为   0 x 7 c 0 0 ， 指 令 开 始 从 这 里 执 行 。 咦 ？ 不 知 道 你 有 没 有 发 现 ， 我 们 似 乎 不 知 不 觉 又 把 之 前 的 一 句 魔 法 语 言 翻 译 成 人 话 了 ， 开 头 我 们 说 ： B I O S   把 控 制 权 转 交 给 排 在 第 一 位 的 存 储 设 备 。 所 以 这 句 话 是 什 么 意 思 呢 ？ 就 是 就 是   B I O S   把 启 动 区 的 把 启 动 区 的   5 1 2   字 节 复 制 到 内 存 的 字 节 复 制 到 内 存 的   0 x 7 c 0 0   位 置 ， 并 且 用 一 条 跳 转 指 令 将 位 置 ， 并 且 用 一 条 跳 转 指 令 将   p c 寄 存 器 的 值 指 向 寄 存 器 的 值 指 向   0 x 7 c 0 0 。 你 看 ， 这 不 是 也 没 多 几 个 字 嘛 ， 就 把 这 个 问 题 说 得 明 明 白 白 ， 简 简 单 单 。 哦 ， 对 了 ， 现 在 似 乎 就 剩 下 一 个 问 题 了 ， 为 什 么 非 要 是   0 x 7 c 0 0   呢 ？ 好 问 题 ， 当 然 答 案 也 很 简 单 ， 那 就 是 人 家   B I O S   开 发 团 队 就 是 这 样 定 的 ， 之 后 也 不 好 改 了 ， 不 然 不 兼 容 。 为 什 么 不 好 改 ？ 我 们 看 一 个 简 单 的 启 动 区   5 1 2   字 节 的 代 码 。 （ 代 码 摘 抄 自 《 3 0   天 自 制 操 作 系 统 》 ）
我 们 看 第 一 行 ： ;   h e l l o - o s ;   T A B = 4     O R G     0 x 7 c 0 0       ; 程 序 加 载 到 内 存 的   0 x 7 c 0 0   这 个 位 置 ; 程 序 主 体 e n t r y :     M O V     A X , 0       ; 初 始 化 寄 存 器     M O V     S S , A X     M O V     S P , 0 x 7 c 0 0     M O V     D S , A X       ; 段 寄 存 器 初 始 化 为   0     M O V     E S , A X     M O V     S I , m s g p u t l o o p :     M O V     A L , [ S I ]     A D D     S I , 1     C M P     A L , 0       ; 如 果 遇 到   0   结 尾 的 ， 就 跳 出 循 环 不 再 打 印 新 字 符     J E     f i n     M O V     A H , 0 x 0 e       ; 指 定 文 字     M O V     B X , 1 5       ; 指 定 颜 色     I N T     0 x 1 0       ; 调 用   B I O S   显 示 字 符 函 数     J M P     p u t l o o p f i n :     H L T     J M P     f i n m s g :     D B     0 x 0 a , 0 x 0 a     ; 换 行 、 换 行     D B     " h e l l o - o s "     D B     0 x 0 a       ; 换 行     D B     0         ; 0   结 尾     R E S B   0 x 7 d f e - $       ; 填 充 0 到 5 1 2 字 节     D B   0 x 5 5 ,   0 x a a       ; 可 启 动 设 备 标 识 O R G     0 x 7 c 0 0
这 个 数 字 就 是 刚 刚 说 的 启 动 区 加 载 位 置 ， 这 行 汇 编 代 码 简 单 说 就 表 示 把 下 面 的 地 址 统 统 加 上   0 x 7 c 0 0 。 正 因 为   B I O S   将 启 动 区 的 代 码 加 载 到 了 这 里 ， 因 此 有 了 一 个 偏 移 量 ， 所 以 所 有 写 启 动 区 代 码 的 人 就 需 要 在 开 头 写 死 一 个 这 样 的 代 码 ， 不 然 全 都 串 位 了 。 然 后 正 因 为 所 有 写 操 作 系 统 的 ， 启 动 区 的 第 一 行 汇 编 代 码 都 写 死 了 这 个 数 字 ， 那   B I O S   开 发 者 最 初 定 的 这 个 数 字 就 不 好 改 了 ， 否 则 它 得 挨 个 联 系 各 个 操 作 系 统 的 开 发 厂 商 ， 说 唉 我 这 个 地 址 改 一 下 哈 ， 你 们 跟 着 改 改 。 在 公 司 推 动 另 一 个 团 队 改 个 代 码 都 得 大 费 周 折 ， 想 想 看 这 样 的 推 动 得 耗 费 多 大 人 力 。 况 且 即 使 改 了 ， 之 前 的 代 码 也 都 不 兼 容 了 ， 这 不 得 被 人 们 骂 死 啊 。 再 看 最 后 一 行 ： 这 也 验 证 了 我 们 之 前 说 的 这   5 1 2   字 节 的 最 后 两 个 字 节 得 是   0 x 5 5   0 x a a ， B I O S   才 会 认 为 它 是 一 个 启 动 区 ， 才 会 去 加 载 它 ， 仅 此 而 已 。 回 过 头 来 说   0 x 7 c 0 0   这 个 值 ， 它 其 实 就 是 一 个 规 定 死 的 值 ， 但 还 是 会 有 人 问 ， 那 必 然 有 它 的 合 理 性 吧 。 其 实 ， 我 的 解 释 也 只 能 说 是 人 家 规 定 了 这 个 值 ， 后 人 们 替 他 们 解 释 这 个 合 理 性 ， 并 不 是 说 当 初 人 家 就 一 定 是 这 样 想 的 ， 就 好 比 我 们 做 语 文 的 阅 读 理 解 题 一 样 。 第 一 个   B I O S   开 发 团 队 是   I B M   P C   5 1 5 0   B I O S ， 当 时 被 认 为 的 第 一 个 操 作 系 统 是   D O S   1 . 0   操 作 系 统 ， B I O S   团 队 就 假 设 是 为 它 服 务 的 。 但 操 作 系 统 还 没 出 ， B I O S   团 队 假 设 其 操 作 系 统 需 要 的 最 小 内 存 为   3 2   K B 。 B I O S   希 望 自 己 所 加 载 的 启 动 区 代 码 尽 量 靠 后 ， 这 样 比 较 “ 安 全 ” ， 不 至 于 过 早 的 被 其 他 程 序 覆 盖 掉 。 可 是 如 果 仅 仅 留   5 1 2   字 节 又 感 觉 太 悬 了 ， 还 有 一 些 栈 空 间 需 要 预 留 ， 那 扩 大 到   1   K B   吧 。 这 样   3 2   K B   的 末 尾 是   0 x 8 0 0 0 ， 减 去   1 K B ( 0 x 4 0 0 )   ， 刚 好 等 于   0 x 7 c 0 0 。 哇 塞 ， 太 精 准 了 ， 这 可 以 是 一 种 解 释 方 式 。 七 、 启 动 区 里 的 代 码 写 了 啥 七 、 启 动 区 里 的 代 码 写 了 啥 其 实 写 到 这 ， 我 这 篇 文 章 就 应 该 戛 然 而 止 了 ， 因 为 最 初 的 那 个 问 题 已 经 解 决 了 ， C P U   已 经 开 始 马 不 停 蹄 地 从 我 们 预 期 的 位 置 跑 起 来 了 ， 万 事 开 头 难 ， 剩 下 的 内 容 ， 就 是 操 作 系 统 想 怎 么 玩 就 怎 么 玩 了 。 但 我 觉 得 还 不 够 味 ， 似 乎 还 有 些 问 题 萦 绕 在 你 脑 海 里 。 比 如 说 这 个 问 题 ： 启 动 区 里 的 代 码 写 了 啥 ？ 就   5 1 2   字 节 就 是 全 部 操 作 系 统 内 容 了 ？ 这 是 一 个 好 问 题 ， 5 1 2   个 字 节 确 实 干 不 了 啥 ， 现 在 的 操 作 系 统 怎 么 也 得 按   M   为 单 位 算 吧 ， 5 1 2   个 字 节 远 远 不 够 呢 ， 那 是 怎 么 回 事 呢 ？ 其 实 我 们 可 以 按 照 之 前 的 思 路 猜 测 ， B I O S   用 很 少 的 代 码 就 把   5 1 2   字 节 的 启 动 区 内 容 加 载 到 了 内 存 ， 并 跳 转 过 去 开 始 执 行 。 那 按 照 这 个 套 路 ， 这   5 1 2   字 节 的 启 动 区 代 码 ， 是 不 是 也 可 以 把 更 多 磁 盘 中 存 储 的 操 作 系 统 程 序 ， 加 载 到 内 存 的 某 个 位 置 ， 然 后 跳 转 过 去 呢 ？ D B   0 x 5 5 ,   0 x a a
没 错 ， 就 是 这 个 套 路 。 所 以 所 以   B I O S   负 责 加 载 了 启 动 区 ， 而 启 动 区 又 负 责 加 载 真 正 的 操 作 系 统 内 核 负 责 加 载 了 启 动 区 ， 而 启 动 区 又 负 责 加 载 真 正 的 操 作 系 统 内 核 ， 这 配 合 默 契 吧 ？ 由 于 用 于 启 动 盘 的 磁 盘 是 人 家 写 操 作 系 统 的 厂 商 制 作 的 ， 俗 称 制 作 启 动 盘 ， 所 以 他 也 肯 定 知 道 操 作 系 统 的 核 心 代 码 存 储 在 磁 盘 的 哪 个 扇 区 ， 因 此 启 动 区 就 把 这 个 扇 区 ， 以 及 之 后 的 好 多 好 多 扇 区 （ 具 体 取 决 于 操 作 系 统 有 多 大 ） 都 读 到 内 存 中 ， 然 后 跳 转 到 开 始 的 程 序 开 始 的 位 置 。 跳 转 到 哪 里 呢 ？ 这 个 就 不 像   0 x 7 c 0 0   这 个 数 那 么 经 典 了 ， 不 同 的 操 作 系 统 肯 定 也 不 一 样 ， 也 不 用 事 先 规 定 好 ， 反 正 写 操 作 系 统 的 人 给 自 己 定 一 个 就 好 了 ， 别 覆 盖 其 他 关 键 设 备 用 到 的 区 域 就 好 。 八 、 操 作 系 统 内 核 写 了 啥 八 、 操 作 系 统 内 核 写 了 啥 好 了 现 在 经 过 好 几 轮 跳 跳 跳 ， 终 于 跳 到 内 核 代 码 啦 ， 我 们 来 一 起 回 顾 一 下 ： 1 .   按 下 开 机 键 ， C P U   将   P C   寄 存 器 的 值 强 制 初 始 化 为   0 x f f f f 0 ， 这 个 位 置 是   B I O S 程 序 的 入 口 地 址 （ 一 跳 ） 2 .   该 入 口 地 址 处 是 一 个 跳 转 指 令 ， 跳 转 到   0 x f e 0 5 b   位 置 ， 开 始 执 行 （ 二 跳 ） 3 .   执 行 了 一 些 硬 件 检 测 工 作 后 ， 最 后 一 步 将 启 动 区 内 容 加 载 到 内 存   0 x 7 c 0 0 ， 并 跳 转 到 这 里 （ 三 跳 ） 4 .   启 动 区 代 码 主 要 是 加 载 操 作 系 统 内 核 ， 并 跳 转 到 加 载 处 （ 四 跳 ） 经 过 这 连 续 的 四 次 跳 跃 ， 终 于 来 到 了 操 作 系 统 的 世 界 了 ， 剩 下 的 内 容 ， 可 以 说 是 整 个 操 作 系 统 课 程 所 讲 述 的 原 理 ， 分 段 、 分 页 、 建 立 中 断 、 设 备 驱 动 、 内 存 管 理 、 进 程 管 理 、 文 件 系 统 、 用 户 态 接 口 等 等 。 这 些 名 词 在 操 作 系 统 的 课 程 中 你 可 能 都 或 多 或 少 听 过 ， 如 果 你 好 好 学 了 的 话 也 一 定 知 道 大 概 的 原 理 ， 不 过 像 笔 者 这 样 从 头 到 尾 研 读 过   l i n u x   内 核 源 码 的 硬 核 狗 来 说 ， 这 些 概 念 不 只 是 书 本 上 枯 燥 无 味 的 概 念 ， 而 是 活 灵 活 现 在 操 作 系 统 的 每 一 行 代 码 上 ， 有 的 展 现 了 作 者 无 比 的 智 慧 ， 有 的 让 我 看 到 了 作 者 由 于 硬 件 设 定 不 得 已 做 出 的 屈 服 。 如 果 这 篇 文 章 提 起 了 你 对 操 作 系 统 的 好 奇 心 ， 建 议 你 也 找 时 间 读 一 读 ， 和 我 一 起 入 坑 ， 你 会 发 现 一 个 新 世 界 的 大 门 向 你 打 开 了 九 、 参 考 资 料 九 、 参 考 资 料 好 了 ， 这 回 我 真 的 要 结 束 了 ， 相 信 如 果 你 真 的 看 完 了 全 文 ， 计 算 机 的 启 动 过 程 ， 可 以 说 有 了 比 较 具 象 的 了 解 。 如 果 你 想 深 入 细 节 ， 也 就 是 了 解 整 个 过 程 的 每 一 点 ， 那 可 要 下 功 夫 了 。 初 学 者 推 荐 两 本 书 籍 ， 可 以 顺 序 阅 读 ， 祝 你 入 坑 ： 《 3 0   天 自 制 操 作 系 统 》 《 操 作 系 统 真 象 还 原 》 推 荐 推 荐 ↓ ↓ ↓
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