OS专题-引言

为什么要学习操作系统？我也不知道为什么。就是突然想了解下操作系统这个东西是怎么做出来的。电脑中的这些硬件板板是怎么运作的，为什么就能运行这些软件呢？我TM想不通……所以我开始入坑了！

计算机的启动过程大概是这样的：

1. 开机给电，启动烧录在ROM中的BIOS系统完成硬件自检
2. BIOS扫描所有存储设备，寻找并运行可用的MBR
3. MBR加载并启动硬盘中的操作系统

还有一种UEFI引导，是通过.efi文件进行引导，这个我们后面再讨论。

BIOS

BIOS 基本输入输出系统,BIOS 代码所做的工作是一成不变的,所以他是被固化到ROM中的一块只读区域中,在开机时此ROM会被映射到低端1MB内存的顶部,原因是系统在开启时默认是实地址模式(该模式最大寻址范围0-fffff),所以其寻址范围也就被限制在了0xF0000-x0xFFFFF区域中,这64KB的内存就是BIOS的执行代码.

在开机的一瞬间,CPU的CS:IP寄存器会被强制初始化为0xF000:0xFFF0,在实地址模式下该地址需要乘以16也就是左移四位加上偏移地址得到,于是0xF000:0xFFF0就等效于0xFFFF0此处的地址距离0xFFFFF只有16个字节的空间,里面存放着一条jmp far f000:e05b = fe05b的汇编指令,该指令将跳转到真正的BIOS开始的位置.

接着BIOS将会通过自身的代码对硬件进行自检测,在初始化硬件后,则开始向内存0x000-0x3ff中初始化数据结构以及拷贝中断向量表,紧接着BIOS将会通过调用int 19h中断,此中断用以检测计算机中的硬盘,如果检测到0盘0道1扇区末尾的两个字节是0x55,0xaa则认为此扇区确实存在,于是就会将此区域中的内容,加载到内存0x7c00的位置,并通过一条jmp far 0:0x7c00h的指令跳转到该位置执行,这样BIOS就将CPU控制权交给了MBR了,而BIOS将会再次睡去.

搬运自：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/16517379.html

MBR

MBR的意思是”主引导记录”，是IBM公司早年间提出的。它是存在于磁盘驱动器开始部分的一个特殊的启动扇区。这个扇区包含了已安装的操作系统系统信息，并用一小段代码来启动系统。如果你安装了Windows，其启动信息就放在这一段代码中——如果MBR的信息损坏或误删就不能正常启动Windows，这时候你就需要找一个引导修复软件工具来修复它就可以了。Linux系统中MBR通常会是GRUB加载器。

GPT

GPT的意思是GUID Partition Table，即”全局唯一标识磁盘分区表”。他是另外一种更加先进新颖的磁盘组织方式，一种使用UEFI启动的磁盘组织方式。最开始是为了更好的兼容性，后来因为其更大的支持内存（MBR分区最多支持2T的磁盘），更多的兼容而被广泛使用，特别是苹果的MAC系统全部使用GPT分区。GPT不在有分区的概念，所有C D E F盘都在一段信息中存储。可以简单的理解为更先进但是使用不够广泛的技术。

MBR VS GPT

因为兼容问题，GPT其实在引导的最开始部分也有一段MBR引导，也叫做”保护引导”，这是为了防止设备不支持UEFI 。它们有如下区别：

• 内存支持：MBR最多支持2T，而GPT理论上是无限制的。
• 分区：MBR最多支持四个主分区，GPT没有限制。
• 系统：Win7只能用MBR分区（也可以但是很麻烦，不建议），从Win8开始微软建议你使用GPT。
• 其它：GPT是由UEFI启动的，而UEFI是后来才提出的概念，兼容性和稳定性不如BIOS+MBR。