在x86架构的机器中,有一块ROM,里面存放了BIOS程序,BIOS程序就是开机自检程序,初始化内存控制器,中断控制器,设置中断向量等,将系统软硬件带到一个合适的状态,为操作系统内核准备环境。在ARM架构中没有BIOS,但是得自己写bootloader,bootloader一般存放在flash内,起始地址一般为0x00000000。下面看一下x86架构启动方式。
8086是16位机器,在上电复位时,代码段寄存器CS初始化为0xF000,IP寄存器初始化为0xFFF0,所以执行的第一条指令地址在0xFFFF0处(段基址左移4位+IP),在此处存的指令是一个跳转指令,会跳转到存放BIOS第一条指令处,然后开始执行BIOS程序。
80386及以上机器都是32位机器,为了使系统内存连续,第一条指令存放的地址不再是0xFFFF0,而是0xFFFFFFF0,我们知道386机器分为保护模式和实模式,实模式下只能访问1MB内存,保护模式下开启A20才能访问0-4GB整个地址空间,而第一条指令地址远远超过了1MB,那是怎么实现的呢?是硬件实现的,在复位启动时,会强制地址总线A20-A31置1,这样在访存的时候会读取,0xFFFFFFF0处的内容。所以跳转指令会放在此处。BIOS做完自检和初始化后,会选择一个启动设备(硬盘,软盘,u盘,光盘),并且读取该设备第一扇区(512字节)的内容到内存一个特定地址0x7C00,然后会跳转到这个地址继续执行,一般这个地址存放的是操作系统的bootloader。至此BIOS的工作完成,开始交给操作系统的boot程序。