操作系统启动的过程

飞鱼泡泡

目录

• 操作系统，启动！
  
  
  
  • 大致过程
    
  • 重要程序
    
    
    
    • bootsect.s
      
    • setup.s
      
    • head.s
      
    
    
  
  

操作系统，启动！

大致过程

​        计算机的工作方式是取指执行，而执行其的前提是内存中有代码。操作系统刚开始并不是在内存中，而是在磁盘上，因此第一步需要将其以一定的方式从磁盘读入内存。

（1）x86PC刚开机时CPU处于实模式（和保护模式对应），寻址方式为CS左移四位+IP
（2）开机时，CS = 0xFFFF；IP = 0X0000
（3）寻址0xFFFF0（ROM BIOS映射区）

开机时内存中唯一有代码的地方

（4）检查RAM，键盘，显示器，软硬磁盘
（5）将磁盘0磁道0扇区（引导扇区，操作系统的第一段代码bootsect.s）读入0x7c00处

一个扇区512字节
.s 汇编代码

（6）设置cs = 0x7c0，ip = 0x0000

以下摘自《Linux内核完全注释》

​        这里先总的说明一下 Linux 操作系统启动部分的主要执行流程。当 PC 的电源打开后，80x86 结构的 CPU 将自动进入实模式，并从地址 0xFFFF0 开始自动执行程序代码，这个地址通常是 ROM-BIOS 中的 地址。PC 机的 BIOS 将执行某些系统的检测，并在物理地址 0 处开始初始化中断向量。此后，它将可启 动设备的第一个扇区(磁盘引导扇区，512 字节)读入内存绝对地址 0x7C00 处，并跳转到这个地方。启 动设备通常是软驱或是硬盘。这里的叙述是非常简单的，但这已经足够理解内核初始化的工作过程了。
​        Linux 的最最前面部分是用 8086 汇编语言编写的(boot/bootsect.s)，它将由 BIOS 读入到内存绝对地 址 0x7C00(31KB)处，当它被执行时就会把自己移到绝对地址 0x90000(576KB)处，并把启动设备中后 2kB 字节代码(boot/setup.s)读入到内存 0x90200 处，而内核的其它部分(system 模块)则被读入到从地址 0x10000 开始处，因为当时 system 模块的长度不会超过 0x80000 字节大小(即 512KB)，所以它不会覆 盖在 0x90000 处开始的 bootsect 和 setup 模块。后面 setup 程序将会把 system 模块移动到内存起始处，这 样 system 模块中代码的地址也即等于实际的物理地址，便于对内核代码和数据的操作。图 3-1 清晰地显 示出 Linux 系统启动时这几个程序或模块在内存中的动态位置。其中，每一竖条框代表某一时刻内存中各程序的映像位置图。在系统加载期间将显示信息"Loading..."。然后控制权将传递给 boot/setup.s 中的代 码，这是另一个实模式汇编语言程序。

重要程序

bootsect.s

1. .globl begtext,begdata,begbss,endtext,enddata,endbss
2. .text        //文本段
3. begtext:
4. .data        //数据段
5. begdata:
6. .bss        //未初始化数据段
7. begbss:
8. entry start        //关键字entry告知链接器，程序从start标号开始执行
9. start:
10.         mov ax, #BOOTSEG        //将ds段寄存器置为0x07c0
11.         mov ds, ax
12.         mov ax, #INITSEG        //将es段寄存器置为0x9000
13.         mov es, ax
14.         mov cx, #256                //移动计数值=256字
15.         sub si, si                        //源地址        ds:di = 0x07c0:0x0000
16.         sub di, di                        //目标地址        es:si = 0x9000:0x0000
17.         rep
18.         movw
19.         jmpi go, INITSEG        //间接跳转,cs=0x9000,ip=go
20.        
21. go:        mov ax, cs                        //cs=0x9000
22.         mov ds, ax
23.         mov es, ax
24.         mov ss, ax
25.         mov sp, #0xFF00                //由于代码移动过了，所以要重新设置堆栈段的位置。sp只要指向远大于512偏移(即地址0x90200)处都可以。因为从0x90200地址开始处还要放置setup程序，而此时setup程序大约为4个扇区，因此sp要指向大于(0x200+0x200*4+堆栈大小)处
26.        
27. load_setup:
28.         mov dx, #0x0000
29.         mov cx, #0x0002
30.         mov bx, #0x0200
31.         mov ax, #0x0200+SETUPLEN
32.         int 0x13                        //利用BIOS中断INT 0x13将setup模块从磁盘第二个扇区开始读到0X90200处，共读4个扇区。如果读出错，则复位驱动器，并重试
33.         jnc ok_load_setup
34.         mov dx, #0x0000
35.         mov ax, #0x0000        //复位
36.         int 0x13
37.         j load_setup        //重读
38.        
39. ok_load_setup:
40.         mov dl, #0x00
41.         mov ax, #0x0800
42.         int 0x13
43.         mov ch, #0x00
44.         seg cs
45.         mov sectors, cx
46.         mov ah, #0x03                //显示一些信息('Loading system...'共24个字符)
47.         xor bh, bh                //读光标位置
48.         int 0x10
49.         mov cx, #24                //共24个字符
50.         mov bx, #0x0007        //显示属性
51.         mov bp, #msg1        //指向要显示的字符串
52.         mov ax, #0x1301
53.         int 0x10                //显示字符
54.         mov ax, #STSSEG                //0x1000
55.         mov es, ax
56.         call read_it                //读入system模块
57.         jmpi 0, SETUPSEG        //跳转到0x9020:0000(setup.s程序的开始处)

复制代码

setup.s

head.s


来源:https://www.cnblogs.com/Elysiaiii/p/18272106
免责声明：由于采集信息均来自互联网，如果侵犯了您的权益，请联系我们【E-Mail:cb@itdo.tech】 我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！