【操作系统】1.操作系统启动
1.打开电源
（1）x86 PC开机时CPU处于实模式，实模式的寻址方式是CS:IP (CS左移4位+IP)
（2）开机时段寄存器CS=0xFFFF，偏移量IP=0x0000，段寄存器左移4位加上偏移量是实际地址，也就是寻址地址为0xFFFF0 (ROM BIOS映射区)
（3）检查RAM，键盘，显示器，磁盘
（4）将0磁道0扇区512个字节读入0x7c00处（操作系统的引导扇区）
（5）设置cs=0x7c0，ip=0x0000
2.引导扇区代码bootsect.s
（1）将bootsect从0x7c00处移动到0x90000处
（2）将setup读入到0x90200处
（3）将system读入0x91000处
（4）将PC移动到0x90200处，bootsect结束
1. 移动bootsect.s。读取0x7c00处的内存，首先设置源地址和目标地址，并且将0x7c00内存处的256个字（512字节）移动到了0x90000
start: mov ax, #BOOTSEG mov ds, ax ! 将 ds 段寄存器设置为0x07C0（16位汇编，后面的放入前面） mov ax, #INITSEG mov es, ax ! 将 es 段寄存器设置为0x9000 sub si, si ! 源地址 ds:si 0x7c00 sub di, di ! 目标地址 es:di 0x90000 mov cx, #256 ! 设置移动计数值256字（512字节） rep movw ! 重复移动直到cx为0，将bootsect移动到了0x90000处 jmpi go, INITSEG ! 跳转到0x9000:go处，将设置es、ss、sp都为0x9000（相当于是初始化）
2. 0x13读磁盘中断，读取setup代码。在磁盘第2个扇区开始，读取4个扇区的内容，并将这4个扇区的内容写入到0x90200内存处。因为bootsect占用512字节，所以需要写在0x90000的512个字节之后，16位表示就是在0x90200处写入。
go: mov ax, cs ! 0x9000 ! 将ds、es、ss都置成移动后代码所在段处0x9000、栈顶地址设置为0x9fff00，来远离代码位置 mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax mov sp, #0xFF00 load_setup:
// 载入setup模块, 从磁盘第2个扇区开始读4个扇区, 写入0x90200处 mov dx, #0x0000 ! 数据寄存器 mov cx, #0x0002 ! 计数寄存器 ch:cx高8位, 0x00(柱面号0); cl:低8位, 0x02(开始扇区为2) mov bx, #0x0200 ! 基址寄存器 写到es:bx 0x90200处 mov ax, #0x0200+SETUPLEN ! 累加器 ah: ax高8位, 0x20(读磁盘); al:ax低8位, 0x04(读取4个扇区) int 0x13 ! BIOS读磁盘扇区中断 jnc ok_load_setup ! 跳转指令, CF=0则跳转。如果没有读错，则跳转到加载setup执行；如果读错，则复位驱动器重新读。 mov dx, #0x0000 ! 对驱动器0进行操作 mov ax, # 0x0000 ! 复位 int 0x13 ! 执行0x13中断（BIOS读磁盘扇区的中断） j load_setup ! 重读
3. 0x10显示字符中断，显示字符在显示器上。ok_load_setup，显示欢迎页面，调用read_it读入system，最后将控制权交接给setup模块，也就是将PC移动到0x90200处，开始执行setup。bootsect正式结束。
ok_load_setup: ! 载入setup，显示开机文字，读取system ! 读取setup，显示开机文字 mov dl, #0x00 mov ax, #0x0800 ! ah=8，获得磁盘驱动器的参数 int 0x13 mov ch, #0x00 mov sectors, cx mov ah, #0x03 xor bh, bh int 0x00 ! 读光标 mov cx, #24 mov bx, #0x0007 ! 7是显示属性 mov bp, #msg1 mov ax, #1301 int 0x10 !显示字符 ! 读取system模块到0x10000处 mov ax, #SYSSEG ! SYSSEG=0X1000 mov es, ax call read_it ! 读入system jmpi 0, SETUPSEG ! 转入0x9020:0X0000执行setup.s
3.引导扇区代码setup.s
读取硬件参数，将操作系统移动到0地址处，进入保护模式，初始化一个很简单的gdt表，跳转到system模块
1. setup主要任务是读取硬件参数，初始化一个数据结构来管理这些硬件设备，并移动操作系统到内存0地址处。其中0x15中断是读取扩展内存大小（Intel原先内存只有1m，我们把1m以外的内存称为扩展内存）放在ax寄存器里，之后放到内存0x90002处。接下来do_move将0x90000处开始的数据移动到内存绝对地址0x00000处。
! 取光标位置，包括其他硬件参数，放到0x90000处 start : mov ax, #INITSEG mov ds, ax mov ah, #0x03 xor bh, bh int 0x10 mov [0], dx ! 光标位置设置为0x90000 mov ah, #0x88 int 0x15 mov [2], ax ... ! 读取扩展内存的大小(1m以外的内存称为扩展内存), 放在0x90002处 cli ！ 不允许中断 mov ax, #0x0000, cld ! 设置读取目标位置和递增读取方式 ! 将system模块从0x10000动到0x00000处 do_mov: mov es, ax add ax, #0x1000 cmp ax, #0x9000 jz end_mov ! 若ax=0x9000，表示移动完成，则跳出 mov ds, ax sub di, di sub si, si ! 设置源地址0x90000和目标地址0x00000 mov cx, #0x8000 ! 设置移动数据的长度 rep movsw ! 将system模块移动到0地址 jmp do_move
2. 进入保护模式。cs左移4位+ip最大有20位地址，也就是最大内存空间只有1M。setup最后一步要从16位机切换到32寻址方式。
实模式：CS:IP，CS << 4 + IP，共20位寻址空间
保护模式：CS实际上是查表GDT（Global Descriptor Table），地址为CS查表 + IP
mov ax,#0x0001 ! 将0x0001放入ax寄存器 mov cr0,ax ! 将ax放入cr0寄存器，这一步非常重要 ! cr0寄存器最后一位是0的时候是CS:IP实模式 ! cr0寄存器最后一位是1的时候是保护模式，需要走另外一条解释指令的电路 jmpi 0,8 ! cs:8, ip:0; 这里实际上跳转的地址就是0地址
4.head.s
head.s是system中的第一个模块，负责重新加载各个数据段寄存器，重新设置中断描述符表，重新设置全局描述符表，设置分页处理机制（一个页目录表和4个页表），打开20号地址线访问4G内存，并且将main函数压栈，head执行完后弹出main，转到main函数。
startup_32: movl $0x10, %eax ! 现在开始是32位汇编，前面的放入后面 mov %ax, %ds mov %ax, %es mov %as, %fs mov %as, %gs ! 指向gdt的0x10数据项 lss _stact_start, %esp ! 设置系统栈 call setup_idt ! 设置中断描述符表子程序 call setup_gdt ! 设置全局描述符表子程序 mov $0x10, %eax ! 重载所有的段寄存器 ...
5.main函数
main函数中有大量初始化函数，例如初始化硬盘，初始化内存，将每4K内存作为一个页等等