计算机及Linux操作系统开机启动过程详解

从按下开机键开始的计算机启动过程：

（主要包括从主板加载BIOS并执行、从磁盘加载启动区并执行、从磁盘加载操作系统并执行三步，是依次递进的，详情参阅全网最硬核详解计算机启动过程-公众号低并发编程）

加载BIOS：按下开机键，主板ROM的BIOS被（被谁？）加载到到内存 0xffff0 处，CPU 将 PC 寄存器的值强制初始化为 0xffff0（一跳）。

执行BIOS代码：

阶段1（0xffff0 处的内容）：该入口地址处存的是一个跳转指令，跳转的目的地是内存 0xfe05b 位置，该位置存了BIOS的真正内容。执行该跳转（二跳）。

阶段2（0xfe05b 处的内容）：执行硬件检测、硬件初始化、建立中断向量表等工作后，找到磁盘上的启动区（或称引导区）加载到内存 0x7c00 位置，并跳转到该位置（三跳）。

执行启动区代码（0x7c00 处的内容）：从磁盘加载OS内核到内存，与上面不同这里内存位置不是固定的了，并跳转到OS内核代码处（四跳）。

执行OS内核代码：包括开启分段机制、进入保护模式、开启中断机制等，执行完后系统由OS接手管理。具体过程见下文“操作系统启动过程”部分。

整体过程概要：

计算机及Linux操作系统开机启动过程详解

补充：

BIOS位于主板ROM，启动时被加载到内存；启动区、OS位于磁盘，被先后加载到内存。BIOS、启动区在内存的位置是固定的（为啥是这三个值？早期定死的）；而OS在内存位置不是固定的。

启动区：若一个磁盘上0盘0道1扇区的内容（512B）的末两个字节为0x55、0xaa，则这该扇区会被BIOS识别为启动区，该磁盘会被当做可启动盘。往一个磁盘烧录OS后之所以可以当做启动盘就是因为往该位置写入了这些特殊数据。若装了多系统，则启动时会列出并让用户选择要启动的系统，这些系统就是根据上述条件被识别得到。

可见，一个程序只要其虚拟内存以0x7c00作为段地址，且按上述条件烧录到磁盘，则就可以被BIOS识别为启动区加载到内存执行。因此，如果该程序逻辑中不是去加载OS而是直接输出数据，则该程序自身就是一个简洁的"操作系统"。示例（更多详情可参阅自制操作简易系统-公众号低并发编程）：

;将此段程序烧录成硬盘启动区即可作为一个“操作系统“

;BIOS把启动区加载到内存的该位置
;所以需设置地址偏移量
section mbr vstart=0x7c00

;直接往显存中写数据
mov ax,0xb800 ;这条就是第一条指令
mov gs,ax
mov byte [gs:0x00],'h'
mov byte [gs:0x02],'e'
mov byte [gs:0x04],'l'
mov byte [gs:0x06],'l'
mov byte [gs:0x08],'o'
mov byte [gs:0x0a],' '
mov byte [gs:0x0c],'w'
mov byte [gs:0x0e],'o'
mov byte [gs:0x10],'r'
mov byte [gs:0x12],'l'
mov byte [gs:0x14],'d'

jmp $

;512字节的最后两字节是启动区标识
times 510-($-$$) db 0
db 0x55,0xaa

最简洁的“操作系统”