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第24节 OS开机发生了什么？

❤️💕💕真正动手时间操作系统,从应用软件出发"进入操作系统",成为掌握计算机关键技术的工程师。Myblog:http://nsddd.top

[TOC]

os开机解刨

  • x86PC刚开机时CPU处于实模式

    • 和保护模式对应，实模式寻址CS：IP（CS左移四位+IP)

  • 开机时，CS = 0xFFFF,IP = 0x0000

  • 寻址0xFFFF0(ROM BIOS映射区)

  • 检查RAM，键盘，显示器，软硬磁盘

  • 将磁盘0磁道0扇区读入0x7c00处

    • 0磁盘、0扇区就是操作系统的引导扇区

  • 设置cs = 0x07c0,ip = 0x0000

0x7c00处存放的代码

image-20220805160040820

引导扇区的代码存放：bootsect.s

这是一个汇编语言，汇编语言能指定int等基本数据类型存放的地址，而高级语言没办法做到。

Linux01中分区

  1. init

  2. boot:和系统的引导有关

  3. fs：存放Linux支持的文件系统代码

  4. include：存放Linux核心需要的头文件

  5. kernel：和系统内核相关的源码

  6. lib：存放库代码

  7. makefile：编译文件

  8. mm：和内存管理相关的代码

  9. tools：和工具相关的代码

8086汇编的一些知识

8086汇编实运行在cpu的实模式下，他的寻址方式是 $$ 物理地址 = 段基址<<4 + 段内偏移地址 $$ 下面一次介绍8086汇编的寄存器，寻址模式和指令。

寄存器

在8086的架构中，一共有14个16位的寄存器，其中ax，bx，cx，dx是通用寄存器，可以拆成8个8位的寄存器。cs，ds，es，ss是段寄存器用于寻址，具体内容后面再说。IP寄存器和cs寄存器结合指向下一条指令的地址。si，di，bp，sp用于和段寄存器结合来寻址。状态寄存器具体内容是：进位标志CF、奇偶标志PF、辅助标志AF、为零标志ZF、符号标志SF、追踪标志TF、中断允许标志IF、方向标志DF、溢出标志OF。下面这几个寄存器的图，来自维基百科：

img

寻址模式

在8086的cpu中寄存器最高有16位，但是地址总线的位数却是20位，这样就导致了只有16位的寄存器无法来寻址20位的地址空间，所以在8086中的寻址方式变成了(这里的物理地址是硬件的真实地址，直接对硬件寻址)：

$$ 物理地址 = 段地址 << 4 + 段内偏移 $$ 例如 段地址为0xf000，段内偏移为0x1234，得到的物理地址是0xf1234。

在8086中cs和ip指向下一条指令的地址，cs是段地址，ip是段内偏移，同样的ss和sp指向栈顶。

具体在指令中如何寻址这里不做介绍。

指令

在8086中指令的原操作数在右边，目标操作数载左边。

mov ax, #0x000f

这条指令是将十六进制数0x000f放到寄存器ax中。

mov [0], ax

在这里[0]的地址是以ds为段寄存器，以[offest]里面的offest为段内偏移得到的。

具体内容不做介绍。

BIOS中断

在linux-0.11中利用BIOS中断来加载内核，BIOS中断在8086中使用int 指令可以调用，例如下面的程序可以获得光标的位置。

mov	ah,#0x03	
xor	bh,bh
int	0x10

上面的程序调用了BIOS的0x10中断的0x03功能号，返回的是光标的位置保存在寄存器dx中。

BIOS中断的全部功能可以在下面的网站中轻松查到：

Interrupt Table。

保护模式

在8086的实模式下，最大的寻址空间只有20位(1MB大小)，随着硬件的发展，内存越来越大20位的空间不够了，同时在实模式下寻址的是物理地址，没有内存进行保护，存在安全隐患。所以，出现了保护模式。

在保护模式下，通过使用虚拟地址，程序可以使用超过实际大小的内存容量，同时数据的使用也更加安全。

通过选择器查找GDT或者LDT表的得到基地址，然后加上偏移量就得到了线性地址，也就是我们需要的地址。

资源

下面这个地址里面有大部分的8086的指令：

END 链接