哈工大李治军操作系统--操作系统基础(操作系统启动)

打开电源,计算机执行的第一句指令是什么?

(1) x86PC刚开机时CPU处于实模式;
(2) 开机时, CS=0xFFFF, IP=0x0000;
(3) 寻址0xFFFF0(ROM BIOS映射区);
(4) 检查RAM, 键盘, 显示器, 软硬磁盘;
(5) 将软盘0面0道1扇区(主引导扇区, 对应操作系统第一段代码,即主引导程序.Linux 0.11源码对应文件为boot/bootsect.s)读入0x7c00处;
(6) 设置cs=0x07c0, ip=0x0000.

bootsect.s

bootsect.s （1个扇区）把自身从0x7c000处搬到0x90000处，再把setup.s（4个扇区）搬到0x90200处，然后调用0x13号中断在屏幕上打印“Loading system…”，再把system模块加载到0x10000处。之后确定根文件系统的设备号，若没指定，则根据所保存的引导盘的每磁道扇区数判定盘的类型（是1.44M A盘吗？）并保存其设备号于root_dev。最后139行跳转到setup.s执行。






140行~227行代码用来加载system模块，由于采用比较原始的CHS模式读取软盘比较复杂，不再细看，暂且当成一个黑箱吧，日后若研究细节再做分析。

setup.s

代码105行之前，利用 ROM BIOS 中断例程获取系统参数（如光标位置、内存大小等），并写入 0x900000-x901FF 处（覆盖原来的 bootsect.s 区域）。然后把 system 模块从 0x10000-0x8ffff （当时认为 system 模块不会超过512K）搬到 0x0000 处（0x00000-0x003ff 的256个中断号的中断向量表被覆盖，之后再用int就不再是查0x00000处的中断向量表了，而是查IDT）。然后开启 A20 地址线并设置 8259A 中断控制芯片，再设置 CR0 的 PE 位，进入 32 位保护模式，转到 system 模块的第一个代码 head.s 执行。

执行191行之后，跳到0x00000000。那么该处对应哪个代码文件呢？

Makefile

要让操作系统正常运行，必须通过Makefile控制各个代码文件加载顺序、如何组合等工作。Makefile是make工具的配置文件，相当于批处理文件，在含有Makefile的当前目录里执行make命令，就会根据Makefile中的信息对源代码进行编译、链接等工作。
根据Makefile的配置要求，0x00000000处就是system模块的head.s，下面要进入head.s执行。

head.s

本程序重新设置GDT和IDT，并做一些校验工作（如A20地址线是否启动等），然后设置并开启分页（分页相关的内容在内存管理再说），然后跳入main函数执行。

源代码（个人适当增加注释）

bootsect.s

!
! SYS_SIZE is the number of clicks (16 bytes) to be loaded.
! 0x3000 is 0x30000 bytes = 196kB, more than enough for current
! versions of linux
!
SYSSIZE = 0x3000
!
!	bootsect.s		(C) 1991 Linus Torvalds
!
! bootsect.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves
! iself out of the way to address 0x90000, and jumps there.
!
! It