将之前的记得东西重新整理成笔记，去年10月份梳理了物理内存管理和虚拟内存管理。
1、CPU加电
CPU加电后，初始化CS与IP寄存器为约定的值，CS为0xf000，IP为0xfff0。为了兼容8086，此时CPU处于16位的实模式，所以寄存器为16位，通过代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP，计算PC的值，计算方法为PC = CS<<4 +IP，这是一个20位的地址，所以实模式下CPU的寻址空间为1MB，计算得到的PC = 0xFFFF0，这就是CPU执行的第一条指令，该指令是一个长跳转指令，jmp F000:E05B，跳转到BIOS程序起始点，实际地址是Base+EIP = FFFF0000 + 0000FFF0 = FFFFFFF0。
2、BIOS
1、BIOS首先进行硬件自检
2、读取主引导记录（MBR）。当BIOS检查到硬件正常并与CMOS中的设置相符后，按照CMOS中对启动设备的设置顺序检测可用的启动设备。BIOS将相应启动设备的第一个扇区（主引导扇区）读入内存地址为0000:7C00H处。
3、BIOS检查MBR扇区的结束标志是不是0x55AA，若满足要求，则移交控制权给MBR。
系统的启动规范：
BIOS：BIOS-MBR、BIOS-GPT(全局唯一标识分区表)、PXE
UEFI：统一可扩展固件接口，比BIOS加入了堆引导记录的可信性进行了检查等
BIOS功能：(Basic Input Output System，即基本输入/输出系统）固话在主板上的程序
以中断调用的方式实现基本的I/O功能。
INT 10h：字符显示
INT 13h：磁盘扇区读写
INT 15h：检测内存大小
INT 16h；磁盘输入
（在intel的CPU中，BIOS只能在x86的实模式下工作）
Q1：为什么不在BIOS中直接加载操作系统？
磁盘存在文件系统，BIOS不可能识别所有文件系统，所以BIOS不管磁盘的文件系统的类型，直接从磁盘的第一个扇区读取加载程序，用加载程序识别磁盘的文件系统类型，将操作系统加载进内存
3、MBR主引导记录
MBR将自己复制到0000:0600H处，然后执行446字节（一共512字节）的启动代码
扫描磁盘分区表DPT，查找活动分区；
寻找活动分区的引导扇区；
将活动分区的引导扇区读到内存；
执行引导扇区的运行代码
主引导扇区位于整个硬盘的0磁头0柱面1扇区，包含主引导记录MBR、磁盘分区表DPT。
MBR作用：
检查DPT是否正确
确定哪个分区为引导扇区
将bootload载入内存
4、活动分区的引导扇区
活动分区的引导扇区第一条是跳转指令，跳转到引导代码，执行加载程序
（活动分区是指磁盘主分区的一种状态。标记分区为活动分区的目的是为了让操作系统由该区启动，所以通常将含有操作系统的分区标记为活动分区）
5、bootloader
1、开启A20
2、初始化GDT
3、使能保护模式（分段机制在保护模式下自动使能）
4、读取配置文件，从硬盘上读取kernel，并放到内存中的固定位置
5、跳转到kernel的入口点entry point执行
6、开启A20地址线
在i8086时代，CPU的地址总线为16位，数据总线为20位，最大寻址空间为1MB，但是到了i80286/i80386，CPU的地址总线变成了32位，寻址空间为4GB，但是为了兼容i8086，CPU在加电启动时仍然是20位寻址，此时为实模式，CPU通过A20地址线模块，在实模式下将第20位的地址线限制为0，这样CPU就不能访问超过1MB的空间了。bootloader要从实模式切换到保护模式，获得更大的寻址空间，就要开启A20地址线，获得高位地址线。事实上，A20就是第21根线，用来控制是否允许对 0x10FFEF 以上的实际内存寻址。称为A20 Gate。
7、初始化GDT（全局描述符表）
使能了A20地址线，有了更大的内存空间，就需要开启分段式内存管理。GDT表由bootloader创建，每一项为段描述符，段描述符中描述了该段的起始地址base和大小limit等数据。在没有启动页机制的情况下，线性地址等于物理地址
到了分段式内存，对内存的访问就需要知道在哪个段，以及偏移量。CS、SS等段寄存器保存的有段选择子，段选择子包含了该段在GDT中的下标，进而找到该段对应的段描述符，通过base加上偏移进行寻址。
8、使能保护模式
开启A20、初始化GDT后，需要使能保护模式，将CR0寄存器的PE位(bit0)置为1即可使能保护模式。
1 | movl %cr0, %eax |
9
进入保护模式，段寄存器CS 、DS、 ES、 FS、 GS、 SS 可见部分是16位，为段选择子，剩下80位不可见，来自GDT，CPU从通过段选择子从 GDT 表中取出对应的段描述符，经过分析后自动的填写的了段寄存器中。
描述符表有两个，全局描述符表GDT和局部描述符表LDT，GDT是一个段描述符数组，每个段描述符占8个字节，GDT的地址保存在GDTR寄存器中