07 | 从BIOS到bootloader：创业伊始，有活儿老板自己上
刘超
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
有了开放的营商环境，咱们外包公司的创业之旅就要开始了。
上一节我们说，x86 作为一个开放的营商环境，有两种模式，一种模式是实模式，只能寻址 1M，每个段最多 64K。这个太小了，相当于咱们创业的个体户模式。有了项目只能老板自己上，本小利微，万事开头难。另一种是保护模式，对于 32 位系统，能够寻址 4G。这就是大买卖了，老板要雇佣很多人接项目。
几乎所有成功的公司，都是从个体户模式发展壮大的，因此，这一节咱们就从系统刚刚启动的个体户模式开始说起。
BIOS 时期
当你轻轻按下计算机的启动按钮时，你的主板就加上电了。
按照我们之前说的，这时候你的 CPU 应该开始执行指令了。你作为老板，同时也作为员工，要开始干活了。可是你发现，这个时候还没有项目执行计划书，所以你没啥可干的。
也就是说，这个时候没有操作系统，内存也是空的，一穷二白。CPU 该怎么办呢？
你作为这个创业公司的老板，由于原来没开过公司，对于公司的运营当然是一脸懵的。但是我们有一个良好的营商环境，其中的创业指导中心早就考虑到这种情况了。于是，创业指导中心就给了你一套创业公司启动指导手册。你只要按着指导手册来干就行了。
计算机系统也早有计划。在主板上，有一个东西叫 ROM（Read Only Memory，只读存储器）。这和咱们平常说的内存 RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）不同。
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这篇文章以生动的比喻方式，将计算机系统启动过程比作创业公司的发展历程，从BIOS到bootloader详细介绍了计算机启动的技术细节。作者以切换到保护模式为例，比喻为创业公司切换到老板角色，生动形象地解释了计算机启动的基本原理和关键步骤。文章通过比喻的方式，让读者能够快速了解计算机启动过程的复杂性，同时提到了课堂练习，鼓励读者深入学习和实践。整体而言，本文通过生动的比喻和技术细节的介绍，为读者提供了一个全面了解计算机启动过程的入门指南。
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Luke这部分的实验，大家可以去github看我的工程哈，icecoobe/oslab，已经进入保护模式了，还有很远的路，一起加油！作者回复: 牛
2019-04-1163- Luke看到很多人留言需要资料，我来推荐一本新书《一个64位操作系统的设计与实现》，如果你有汇编基础，很感兴趣底层的细节，可以看李忠的那本《从实模式到保护模式》
作者回复: 赞，看来我得收集一下书名，统一推荐给大家
2019-04-11360 
Socrakit查了一些资料，关于 Gate A20 我的理解是： - 8086 地址线20根 -> 可用内存 0 ~ FFFFF 寄存器却是16位，寻址模式为 segment(16位):offset(16位)， 最大范围变成 0FFFF0(左移了4位) + 0FFFF = 10FFEF 后果是多出来了 100000 ~ 10FFEF （访问这些地址时会回绕到 0 ~ FFEF） - 80286 开始地址线变多，寻址范围大大增大，但是又必须兼容旧程序，8086在访问 100000 ~ 10FFEF时会回绕，但是 80286 不会 ，因为有第21根线的存在，会访问到实际的 100000 ~ 10FFEF 地址的内存。 于是 Gate A20 开关就诞生了，它的作用是： - 实模式下 （存在的唯一理由是为了兼容8086）： - 打开 -> 寻址100000 ~ 10FFEF会真正访问 - 关闭-> 回绕到 0 ~ FFEF - 保护模式下： - 打开 -> 可连续访问内存 - 关闭 -> 只能访问到奇数的1M段，即 00000-FFFFF, 200000-2FFFFF,300000-3FFFFF…作者回复: 赞
2019-04-16558
我爱北京天安门看来从这篇开始我要看三遍四遍五遍的节奏了作者回复: 三遍就够，加油
2019-04-10555
Memoria大家有兴趣实践的话可以参考清华大学的操作系统实验课，里面第一个实验讲的就是启动的过程，可以让人理解的更加透彻。https://github.com/chyyuu/ucore_os_lab作者回复: 赞
2019-05-20232
wahahagrub2 是一个非常牛的 Linux 启动管理器 这句应该去掉Linux，因为GRUB2也能启动其它操作系统作者回复: 对的
2019-04-12217
赵又新之前课上说的，如果没有理解错的话： 32位，分为16位寻址空间和16位偏移量。但通过左移4位的方式，将寻址空间扩充为20位。所以，0xFFFF的位置实际指的是0xFFFF0。作者回复: 是的
2019-04-1116
随风当电脑刚加电的时候，会做一些重置的工作，将 CS 设置为 0xFFFF,将 IP 设置为 0x0000,所以第一条指令就会指向 0xFFFF0。这个所以怎么得到的结果？为什么上面都是五位0xFFFFF, cs/ip都是四位0xFFFF? 小白越看越不明白了。作者回复: 左移4位+偏移量
2019-04-10510
leon32位处理器不是有32根地址线嘛？为啥只打开第21根地址线的控制线？这里可以再稍微解释一下吗？控制线是另外一种线嘛？作者回复: 实模式下，只开20以下的，32才开20以上的
2019-04-1429
马上想好当电脑刚加电的时候，会做一些重置的工作，将 CS 设置为 0xFFFF，将 IP 设置为 0x0000，所以第一条指令就会指向 0xFFFF0，正是在 ROM 的范围内。 为什么第一条指令会指向0xFFFF0呢作者回复: 左移四位
2019-04-107
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