计算机是如何启动的

一.启动入口

任何启动程序或者系统都有启动入口。那么计算机的启动入口是什么呢

1.1 CS:IP

CS寄存器: 代码段寄存器
IP寄存器：指令指针寄存器
在实模式下，内存地址为：CS * 16 + IP，例如CS:0xF000和IP:0xFFF0，计算得出内存地址为0xFFFF0。
而CPU将CS:IP地址指向的内容当做指令执行。

1.2 启动入口地址

由于还没有启动，肯定不是由软件操作，而是由硬件操作的。首先将CS寄存器置为0xF000,IP寄存器置为0xFFF0。所以CPU第一条执行的指令地址是0xFFFF0

1.3 0xFFFF0是什么地址

0xFFFF0指向BIOS的入口地址，此地址所指向的内容也是一条执行jmp f000:e05b

二.启动顺序

启动顺序

2.1 设置启动入口地址

设置启动入口地址CS:IP 为0xF000:0xFFF0

2.1 执行BIOS

BIOS是Bbase Input Output System的缩写，基本输入输出系统。

BIOS是一个ROM（只读存储器），容量较小，只能做少部分工作，不可能完成所有的启动任务。

所以BIOS只完成了下面几项工作:

• POST（Power-On Self-Test）：硬件自检

检查计算机硬件是否满足运行基本条件，如果出现问题，主板会发出不同含义的报警。如果没有问题，则继续启动。并建立中断向量表等等

• 检验和加载启动盘位于0盘0道1扇区的内容到内存0x7c00处

  加载的内容就是MBR引导程序，至于为什么在0盘0道1扇区，就是约定的。

• 最后跳转到0x7c00处，jmp 0:0x7c00

2.1 MBR主引导记录

BIOS按照启动顺序，把控制权转交给MBR.MBR是Main/Master Boot Record的缩写，主引导记录。共512字节。

主引导记录结构:

• 1-446字节: 调用操作系统的机器码
• 447-510字节: 分区表
• 511-512: 主引导记录标记(0x55和0xAA)，如果此扇区末尾两个字节是0x55和0xAA，则表示是MBR主引导记录

分区:

比如我们普通的电脑都分为C D E F等几个盘，到底哪个是启动盘，主引导记录将控制权转交给哪个盘，也就是哪个分区

• 第1个字节：如果为0x80，就表示该主分区是激活分区，控制权要转交给这个分区
• 第2-4个字节：主分区第一个扇区的物理位置（柱面、磁头、扇区号等等）
• 第5个字节：主分区类型
• 第6-8个字节：主分区最后一个扇区的物理位置
• 第9-12字节：该主分区第一个扇区的逻辑地址
• 第13-16字节：主分区的扇区总数

MBR应该将控制权转交给系统加载器，MBR所做的工作

• 读取每个分区的开始位置，判断是否是0x80，如果是0x80，则是激活分区
• 将控制权交给OBR

2.3 OBR 系统引导记录

OBR是OS Boot Record的缩写，系统引导记录，也就是所谓的次引导记录，就是操作系统的起始位置。然后后面就把控制权交给操作系统了。

OBR所做工作

• 加载操作系统到内存的某个位置
• 然后跳转到操作系统内存位置开始执行，启动系统

三.几个概念

• MBR：Main /Master Boot Record的缩写，是主引导记录
• BIOS: Base Input Output System，基本输入输出系统
• EBT: Extend Boot Record，扩展引导记录
• OBR: OS Boot Record，操作系统引导程序

参考:
【1】阮老师博客