从开机加电到执行main函数之前的过程的目的是从启动盘加载操作系统程序,完成执行main函数所需要的准备工作。
第一步:启动BIOS,准备实模式下的中断向量表和中断服务程序;
第二步:从启动盘加载操作系统到内存,加载操作系统的工作就是利用第一步中准备的中断服务程序实现的;
第三步:为执行32位的main函数做过渡工作。
实模式:是Intel 80286和之后的80x86兼容CPU的操作模式。
为了解决开始启动问题,Intel 将所有的80x86系列的CPU硬件设计为加电即进入16位实模式状态运行。
将CPU硬件逻辑的设计加电瞬间强行将CS的值置为0xF000、IP的值置为0xFFF0,这样CS:IP就指向0xFFFF0这个地址位置。
0xFFFF0指向BIOS的地址范围。
加载操作系统到内存:
对于Linux0.11操作系统而言,计算机分三批逐次加载操作系统内核代码。
1、由BIOS中断int 0x19把第一扇区bootsect的内容加载到内存。
2、3、在bootsect的指挥下,分别把其后的4个扇区和随后的240个扇区的内容加载至内存。
加载第一部分:引导程序。
加载第二部分:setup。
操作系统的设计者是要全面的、整体的考虑内存的规划的。
栈从高地址向低地址生长。
加载第三部分:system模块。
最后再次确定根设备。
系统通过已经加载到内存中的代码之后,从实模式到保护模式。
3、开始向32位模式转变,为main函数的调用做准备。
操作系统执行操作有:打开32位的寻址空间、打开保护模式、建立保护模式下的中断响应机制等与保护模式配套的相关工作、建立内存的分页机制、最后为做好调用main函数的准备。
a.关中断并将system移动到内存地址起始位置0x00000。
16位中断机制用的是中断向量表,中断向量表的起始位置在0x00000处,这个位置固定;
32位中断机制用的是中断描述符(IDT),位置不固定,可以由操作系统的设计者根据设计灵活安排,由IDTR来锁定其位置。
在执行main函数之前,先要执行bootsect,setup,head。之后才执行由main函数开始的c语言编写的操作系统内核程序。
head程序建立目录表,为分页机制做准备。
操作系统认定0x0000这个位置就是页目录表的起始位置。