我们一打开计算机的时候，CPU会指向ROM区域的FFFF0地址开始执行，这段区域就是BIOS的指令。BIOS会将磁盘的0磁道0扇区读入RAM的7C00的地方，并且将CS:IP寄存器指向这里那么我来看看BIOS加载了什么东西到RAM的7C00处

bootsect

0磁道0扇区的代码里面存放的是操作系统的bootsect代码，我们来阅读一下

# BOOTSEG = 0x07c0   INITSEG = 0x9000
// 这里设置ds段寄存器
mov ax,#BOOTSEG
mov ds,ax
// 这里设置了一个es寄存器
mov ax,#INITSEG 
mov es,ax
// 重复256次
mov cx #256
// 设置段内偏移为0
sub si,si
sub di,di
// 移动一个字，重复256次就是移动512个字节
rep movw
jmpi go,INITSEG

通过上面的程序可以看出，这段代码其实就是把 07C00地址的512个指令移动到了90000的内存地址处，至于为什么要移动代码，我们之后会看到原因

go: mov ax,cs // cs=0x9000
    mov ds,ax
    mov es,ax
    mov ss,ax
    mov sp,#0xff00
load_setup:
    mov dx,#0x0000
    mov cx,#0x0002
     mov bx,#0x0200
    
    // 0x13 是读磁盘的中断， ah=0x02-读磁盘 al=扇区数量,SETUPLEN=4
    // cl 开始扇区
    mov ax,#0x0200+SETUPLEN int 0x13
    jnc ok_load_setup
    mov dx,#0x0000
    mov ax,#0x0000
    
    int 0x13
    j     load_setup

从上面的代码可以看出，操作系统读取了cl=2 从2号扇区开始读取4个扇区的数据是SETUP程序

setup模块

上面bootsect代码做了几件事情

把bootsect代码从内存的07c0移动到了90000上
把磁道的2到5扇区内容加载到内存接下来我们就看看setup模块是在干什么

从上面的代码中我们可以看出，操作系统的代码被移动到了内存0地址开始，这也就解释了为什么bootsect代码一开始要从07c0的地方移动到90000以后，因为操作系统要挪动进来所以内存布局如图

在setup模块最后的时候，还执行了一段代码

MOV AX,#0X0001 MOV CR0,AX 
JMPI 0,8

将 CR0的最后一位制成了1，CR0是一个寄存器，如果最后一位是1的话，表示CPU开始进入保护模式.从此寻址方式发生了改变

保护模式

原有计算机的寻址模式是 16位的段寄存器CS左移4位+16位的IP寄存器确定内存，这样的最大寻址范围只有2^20也就是1M的寻址空间。在现代计算机下1M内存根本不够用，于是又想出了另一种办法来扩大寻址范围。也就是引入了gdt表和idt表

gdt表

在保护模式下，原有的CS里面存放的不再是段地址，而是gdt表的下标位置，然后gdt表里面存放的是段的地址。通过cs去gdt中获取段地址再加上ip寄存器的地址获得真正的物理位置知道了保护模式下的内存寻址方式是基于GDT表来实现的，那么这个GDT表的内容是什么时候装进去的呢?还是在setup模块里面对gdt表进行初始化现在我们再来看 setup最后的那个汇编 JMPI 0,8表示的含义 CS通过gdt表找到8号指令为 07FF,0000,9A00,00C0然后再去GDT表项中翻译一下，获得真实地址，如下图所以真实的段地址为0，然后 JMPI 0,8 的IP寄存器也是0 所以进入保护模式后,CPU要从内存为0的地方开始执行指令。

head 模块

在setup进入保护模式后，跳转到内存0地址开始执行指令，就来到了head.s模块。我们来看一些比较重要的地方从上面的代码可以看到head在设置了页表之后，就跳到了c语言写的main函数中，上面的0,0,0 就是main函数的参数

main函数

mem_init函数

我们知道了main函数就是一堆初始化，我们来看看linux对内存的初始化管理。这个管理有点类似 Netty对内存管理的思路，是伙伴算法利用一个数组来标记内存的使用情况

void mem_init(long start_mem,long end_mem)
{
    int i;
    for(i = 0; i<PAGING_PAGES,i++){
        // 把操作系统占用的内存标记已使用
        mem_map[i] = USED;
    }
    
    i = MAP_NR(start_mem)
    end_mem -= start_mem
    // 右移12位表示减去 4K， 因为linux一页是 4K
    end_mem >>= 12
    
    while(end_mem -- > 0){
         mem_map[i++] = 0;
    }
}

这个函数的入参 end_mem就是在 setup模块把内存放到 90002的地址。

操作系统启动流程，基于LINUX0.11