计算机启动流程

计算机启动流程

CPU初始化

• CPU 加电稳定后从0xffff0读第一条指令

  • CS:IP = 0xf000:fff0
  • 第一条指令是跳转指令

• CPU初始状态为16位实模式

  • CS:IP是16位寄存器
  • 指令指针 PC = 16*CS + IP
  • 最大地址空间是1MB

BIOS初始化过程

• 硬件自检POST
• 检测系统中内存和显卡等关键部件的存在和工作状态
• 查找并执行显卡等接口卡BIOS，进行设备初始化
• 执行系统BIOS，进行系统检测
  • 检测和配置系统中安装的即插即用设备
• 更新CMOS中的扩展系统配置数据ESCD
• 按指定启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动

主引导记录MBR格式

• 启动代码：446字节
  • 检查分区表正确性
  • 加载并跳转到磁盘上的引导程序
• 硬盘分区表：64字节
  • 描述分区状态和位置
  • 每个分区描述信息占据16字节
• 结束标志字：2字节（55AA）
  • 主引导记录的有效标志

分区引导扇区格式

• 跳转指令：跳转到启动代码
  • 与平台相关代码
• 文件卷头：文件系统描述信息
• 启动代码：跳转到加载程序
• 结束标志：55AA(0x55 0xAA) 二进制为： 0101010110101010

加载程序（bootloader）

系统启动规范

• BIOS
  • 固化到计算机主板上的程序
  • 包括系统设置、自检程序和系统自启动程序
  • BIOS-MBR、BIOS-GPT、PXE
• UEFI(统一可扩展固件接口)
  • 接口标准
  • 在所有平台上一致的操作系统启动服务