启动

一、通电

由于内存是随机存储器（Random access memory，RAM），属于易失性存储器，未通电时，RAM中不会有任何内容，因此刚一通电，RAM不可能有任何实际信息。计算机硬件厂商在只读存储器（Read-only memory，ROM）中开辟了一块空间，固化了一段代码，这段ROM被称为BIOS（basic input/output system，基本输入输出系统），其中放置的代码是对基本硬件的测试代码，IBM PC中，这段代码的起始地址就在 0xFFFF0。

计算机刚一通电，CS的初始值就被设置成 0xFFFF，IP的初始值设置成 0x0000，计算机首先工作在实模式下，实模式下取出指令地址的方式是将CS中的值左移四位，再加上IP中的值：

$PC=CS<<4+IP=0xFFFF0$

即执行ROM中固化的那段代码，测试各种硬件是否正常，如果出现异常，则停止启动，并控制喇叭发声报错。（平常内存条松动，电脑开不了机时，发出的滴滴声）

如果硬件测试正常，利用BIOS的输入功能，将启动磁盘中的第一个扇区的内容（bootsect.s）读入内存 0x7C00 地址处，并设置CS=0x07C0，IP=0x0000，即将PC指针指向bootsect.s 的第一条指令处，开始执行 bootsect.s 的内容。

二、bootsect.s

1、bootsect.s 代码整体移动位置

将内存中 0x7C00 处的 512 个字节（正好就是全部 bootsect.s）移动到内存地址 0x90000 开始的一段内存中

2、读入setup.s

执行指令 “int 0x13”，调用0x13号中断，这是BIOS中断中的读写磁盘的一个中断，从磁盘中，将后续4个扇区（bootsect.s 在第一个扇区）的内容读入内存 0x90200处。

$$0x90200-0x90000=0x200$$
差了0x200，十六进制下，正好是十进制的512，由于是内存地址，每1相当于一个字节，正好是512个字节

也就是说，读入的 setup.s 正好接在 bootsect.s 的末尾处

3、在屏幕上输出 “Loading System…”

调用BIOS中断 int 0x10，该中断的作用是在屏幕上输出信息

4、读入system

从启动磁盘中的第六个扇区开始，读入长度为 SYSSIZE 的操作系统 system 模块，放置在内存 0x10000 处

5、PC指针设置为 0x90200

bootsect.s 的最后，将PC指针设置成 0x90200，开始执行 setup.s 的第一条指令，bootsect.s 的任务结束

二、setup.s

1、获取初始化所需的基本参数

以内存为例，setup.s 调用 0x15号BIOS中断，获取扩展内存的大小，单位是KB，并将内存尺寸存放在地址 0x90000 处，将来系统初始化时，需要来到 0x90000 处读取这个值，用于初始化内存管理

2、将内存中的system模块，移动到0x0地址处

这一步会使得BIOS中断向量表（放置在0地址处）被覆盖，因此从这里开始，BIOS中断将无法使用

3、创建临时GDT表

创建并设置一个临时的GDT表，暂时只用于一步内存跳转 “jmpi 0,8” 使指令跳转到 0x0地址处

4、启动保护模式

在这之前，PC的寻址模式还是实模式，PC=CS<<4+IP

setup.s 将A20号地址线选通，并且将寄存器CR0最后一位设置为1，一旦完成这两项设置，内存寻址方式会切换到另外一套电路——保护模式

在保护模式下，PC指针通过段基址+段内偏移的方式完成寻址，而段基址通过CS寄存器内的值，查询GDT表（全局描述符）得到，保护模式下的PC寻址方式：

$$PC=GDT[CS]+EIP$$

5、jmpi 0，8

在保护模式下，执行 jmpi 0，8 ，PC=GDT[8]+0=0，PC指针跳转到 0x0地址处，setup.s 的任务完成，开始执行 system 模块中的第一段代码 head.s

三、system——head.s

1、设置中断表（interrupt descriptor table，IDT）

因为system被从0x10000处挪到0x0处，将原本放置在0x0处的BIOS中断向量表覆盖了，BIOS中断将不再能使用，操作系统需要接管中断。在这一步中，IDT表创建，但全部表项初始化成0，即所有的中断暂时不可用，要等到后面给每个模块（如时钟）初始化时，才会设置相应的中断处理程序的入口地址到各个表项中

2、设置GDT表

setup.s 中创建的GDT表是临时的，只是用于在保护模式下将PC指针跳转到0x0地址处，这里需要重新创建 GDT表

3、设置页表

保护模式下，GDT[CS]+EIP得到的是32位的虚拟地址，还需要根据段页内存管理，去页表中找到跟物理地址的映射，详情在《内存》中。
https://blog.csdn.net/weixin_44179561/article/details/127154863

4、head.s 的最后一段代码，使PC指针跳转到操作系统的初始化代码处

四、操作系统初始化

初始化内存mem_map，初始化一些重要的数据结构

五、进入内核态，创建进程，进入shell（即命令窗口）