Linux启动过程前传——前世BIOS与今生OS

本文主要是介绍Linux启动过程前传——前世BIOS与今生OS，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概述：我们经常讨论操作系统的启动过程，但是却很少讨论操作系统启动之前的过程。BIOS除了开机自检，还完成了哪些工作？CPU厂家，BIOS厂家，OS厂家是如何协作从而保证计算机的运行的？如何保证硬件能认识操作系统，并且听从操作系统的指挥？所有boot sector的第一句可执行汇编语句往往是 mov ax，cs，此时，cs的值来自于哪里呢？是随机的吗？为何boot sector的汇编指令中第一个伪操作往往是 org 0x7c00？

操作系统加载之前，计算机会干什么？等等问题，本文将为你一一解答。

1.BIOS之前——CPU设置CS和IP

我们都知道，加电的一瞬间，内存中“空空如也”，程序在BIOS中。此时，需要执行BIOS中的程序，但是CPU怎么知道从哪个地方开始执行呢？毕竟，CPU是厂家A做的，BIOS在主板上，是主板厂商制作的。此时，就有一个约定性的规定：CPU的硬件设计为加电强行把CS设置成0xFFFF，IP设置是0x0000，这样CS：IP就指向了0xFFFF0这个位置，也就是BIOS程序开始的地方。

2.BIOS在内存中加载终端向量表和中断服务程序

BIOS的工作流程如下：加电——自检（测试硬件是否完好）——初始化设备——测试设备（由各个设备的BIOS完成）——更新ESCD（BIOS和OS交互信息的地方）——启动操作系统

BISO启动之前是CPU的事情，启动之后是操作系统的事情，我们关心的是启动之后的事情。

BIOS的工作是开机自检和进行操作系统加载之前的准备，主要工作包括：基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序.

主要程序包括：

中断例程

BIOS中中断例程即BIOS中断服务程序。它是微机系统软、硬件之间的一个可编程接口，用于程序软件功能与微机硬件实现的衔接。DOS/Windows操作系统对软、硬盘、光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的基础上。程序员也可以通过对INT5、INT13等终端的访问直接调用BIOS终端例程。

系统设置程序

微机部件配置情况是放在一块可读写的CMOSRAM芯片中的，它保存着系统CPU、软硬盘驱动器、显示器、键盘等部件的信息。关机后，系统通过一块后备电池向CMOS供电以保持其中的信息。如果CMOS中关于微机的配置信息不正确，会导致系统性能降低、零部件不能识别，并由此引发一系列的软硬件故障。在BIOSROM芯片中装有一个程序称为“系统设置程序”，就是用来设置CMOSRAM中的参数的。这个程序一般在开机时按下一个或一组键即可进入，它提供了良好的界面供用户使用。这个设置CMOS参数的过程，习惯上也称为“BIOS设置”。新购的微机或新增了部件的系统，都需进行BIOS设置。

POST上电自检

微机接通电源后，系统将有一个对内部各个设备进行检查的过程，这是由一个通常称之为POST(PowerOn SelfTest，上电自检）的程序来完成的。这也是BIOS的一个功能。完整的POST自检将包括CPU、640K基本内存、1M以上的扩展内存、ROM、主板、CMOS存贮器、串并口、显示卡、软硬盘子系统及键盘测试。自检中若发现问题，系统将给出提示信息或鸣笛警告。