关于“从开机到内核开始引导”的一些个人理解

hncw13

对于i386机器的启动以及初始化过程可能一些书上会说的很详细，我看在这里争论也没有什么意义。我想知道，如果通过实验、实践，如何查看到计算机启动初始化时寄存器里的一些内容的？就好像说，牛顿告诉了我们物理定律的内容，但却没有告诉我们如何思考得到的一样。

masterdemon

Post by hncw13
对于i386机器的启动以及初始化过程可能一些书上会说的很详细，我看在这里争论也没有什么意义。我想知道，如果通过实验、实践，如何查看到计算机启动初始化时寄存器里的一些内容的？就好像说，牛顿告诉了我们物理定律的内容，但却没有告诉我们如何思考得到的一样。

告诉你一个办法。在dos下用dubug.exe从FFFF0去跟踪执行一遍启动过程。不要用保护模式(如：Windows或linux)下的debug，因为地址是虚的。

folklore

Post by trinity
既然此贴加精，那我就说两句，不一定对，请批评。
1.开机时代码段寄存器CS内容应为0xFFFF, IP寄存器为0x0000
2.系统BIOS并不是将自己复制到RAM中，而是本来就在那个地址空间中(机器设计时地址总线决定)
3.如果从硬盘引导，读的是硬盘的主引导扇区MBR，不是引导扇区
4.如果几种引导都不成功，并不进入死循环
5.CMOS的问题根本错了。CMOS是互补型金属氧化物半导体，存贮的是系统的一些信息，如时间，硬盘参数等。应该说是BIOS使用的可写的数据区。因为ROM不可写，RAM掉电后又失去信息，象系统时间、硬盘参数这些数据就写在CMOS里。
以上信息和linux内核其实没多大关系。

以上基本对，第三点进入回圈是对的。

crquan

Post by trinity
既然此贴加精，那我就说两句，不一定对，请批评。
2.系统BIOS并不是将自己复制到RAM中，而是本来就在那个地址空间中(机器设计时地址总线决定)

这一点我一直觉得很奇怪，如果地址总线上 0xa000 - 0x10000 被映射到 ROM 中，那么本来RAM 中有的这 384K 内存是不是就始终没有没映射地址了？还有 14M - 16M 的内存也是？

pillar

地址是在存储系统安排好后确定的，rom,ram,甚至flash都可以作为内存，然后进行统一编址，所以不是谁占了谁的位置，而是统一排队。
另外主引导扇区MBR实际上就是主引导扇区的一部分，主引导扇区512字节，其中MBR446字节，分区信息64字节，标识位2字节，大家所说的Grub就是主引导扇区的MBR中的引导程序，它将系统导入具体的系统，每个活跃的主分区也有一个引导扇区，它是引导这个主分区中的操作系统的。

minisunboy

内存其时并不完全指RAM，还包括主板的ROM，板卡的ROM，硬盘的ROM.....等等，当然还有板卡的RAM，如：显存，它们是一起编址的。实际上主要指640K——1M之间的地址，而0xFFFF0地址恰恰对应BIOS的第一条指令（跳转指令）。这些都是历史遗留下来的。

crquan

Post by minisunboy

如：显存，它们是一起编址的。实际上主要指640K——1M之间的地址，而0xFFFF0地址恰恰对应BIOS的第一条指令（跳转指令）。这些都是历史遗留下来的。

何谓一起编址呢？
如买的内存条上有128M内存，也就是RAM有128M，应该编址从0-0x07ffffff，如果是将RAM和ROM连续编再一起，那加一下最后地址是0x07ffffff+384K+...，而最后地址0x07ffffff说明内存条上的640K－1M间的384K的空间被浪费了，是这样吧？

minisunboy

Post by crquan
何谓一起编址呢？
如买的内存条上有128M内存，也就是RAM有128M，应该编址从0-0x07ffffff，如果是将RAM和ROM连续编再一起，那加一下最后地址是0x07ffffff+384K+...，而最后地址0x07ffffff说明内存条上的640K－1M间的384K的空间被浪费了，是这样吧？

x86实模式只识别0-1M的内存，因为8086只有20根地址线。

phyma

问题太多了，都不知道先回答哪一个（而且很多问题本身就有问题：（）

一刀切吧，比较物理地简略描述一下现代PC开机时候的情况：

cpu（386+）在侦测到reset引脚保持低电平一段时间后，便开始BIST硬件初始化，把
内部寄存器恢复成默认值，然后开始执行指令0xffffff0,注意不是0xffff0。

cpu在取指阶段把0xffffff0写到系统总线，北桥芯片一般会把这个高地址直接forward到南桥芯片，南桥芯片再根据情况把这个读指令的地址forward到FWH 或者LPC，再到bios芯片。bios在把第一条指令通过-〉FWH/LPC-〉南桥-〉北桥-〉CPU。
cpu完成取指，开始执行第一个指令。

所以南桥芯片在这里是关键的，他一般会把高地址0xfff80000~0xffffffff，0xffe80000~0xffefffff（A20 兼容）映射到bios芯片。（可能还有其他很多高地址段都被同时映射到了bios flash中间）

以上是粗糙的描述，更细节的问题就硬件相关了，如果有疑问也可以继续探讨，我会以p4+865+ich5为例说明。

crquan

这个问题还是没说清。

我想知的是既然在系统启动后只要引用到640K-1M间的地址就会到BIOS上去找，
那么我的128M的RAM中顺序数下来的640K-1M间的RAM是不是始终没法用上了？