【Linux内核学习】开机引导

基于内核0.11分析

CPU只能从内存执行程序，不能从硬盘运行。刚开机时，内存中是空的，电脑上电的瞬间，根据CPU硬件的设计：加电就进入16位实模式状态运行，同时CPU的CS、IP寄存器被设置为0xF000、0xFFF0，指令的内存地址设置为0xFFFF0（CS：代码段寄存器，IP：指令指针寄存器，这对寄存器用于确定CPU正在执行的指令的内存地址：CS * 16 + IP），0xFFFF0指向BIOS的入口地址，此时CPU从0xFFFF0执行代码。

在实模式下，CPU的寻址方式是通过物理地址进行的，即直接使用段寄存器和偏移地址来计算出物理地址。由于实模式没有分页机制和内存保护机制，所以程序可以直接访问整个物理内存空间，包括操作系统内核和应用程序之间的内存。

通过双向约定，BIOS的第一条代码也设置在0xFFFF0，CPU物理寻址开始运行BIOS，
其中的操作有机器自检、加载BIOS中断向量表、BIOS数据区、BIOS中断服务程序到内存中，最后发送BIOS中断0x19 ，中断向量表中0x19会把CPU指向0x0E6F2,即0x19中断对应的中断服务程序入口地址，功能就是将启动盘的引导分区加载到内存中（根据双向约定，引导分区应位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区）。

Linux0.11内核的引导程序就是bootsect，到这其实代码进入了内核的代码段了，紧接着由bootsect规划内存，然后通过调用BIOS之前加载在内存中的中断0x13（功能是把指定扇区加载到指定内存位置）把setup加载到内存（紧挨着bootsect地址之后），以及系统模块载入到内存，确定根设备号之后，开始运行setup。

setup第一件事利用BIOS的中断程序从设备提取内核所需的机器系统数据，包括光标位置、显示页面、硬盘参数表1、硬盘参数表2、根设备号等数据。这些数据被加载到0x90000-0x901fc，为之后的main行数执行发挥作用。