操作系统引导程序详解：从开机到加载内核

"本文主要探讨了操作系统引导程序的流程，从计算机加电开始，逐步解析引导过程，包括加电自检、加载内核等环节。文章以开发中的实验型操作系统pyos为例，深入讲解从实模式到保护模式的转换，旨在分享操作系统开发的知识和技术。作者谢煜波欢迎对操作系统开发感兴趣的人士参与交流，并指出文中可能存在的错误或不足。" 操作系统引导程序是计算机启动过程中至关重要的一环。当计算机电源被按下，主板接收到电源信号后，会启动供电系统，并通过BIOS执行自检（POST，Power-On Self Test），确保所有硬件设备正常工作。接着，BIOS根据用户设置的引导顺序，尝试从指定驱动器加载引导扇区。 引导扇区，通常位于磁盘的首个物理扇区（0扇区），其内容是512字节的代码，如果该扇区的最后两个字节为"55AA"，BIOS则认为这是一个有效的引导扇区，意味着磁盘可被用来引导系统。这个512字节的程序即引导程序（Boot Loader），它的任务是加载操作系统内核到内存中并开始执行。 引导程序的职责包括但不限于以下几点： 1. 检查硬件：初始化CPU、内存和其他必要的硬件设备，确保它们处于工作状态。 2. 转换模式：从实模式切换到保护模式。实模式是8086处理器的默认模式，不提供内存保护和分页功能；而保护模式则允许操作系统管理内存、实现多任务和安全的进程隔离。 3. 找到内核：引导程序需要在磁盘上找到操作系统内核的位置，并将其加载到内存的特定区域。 4. 设置内存管理：在保护模式下，引导程序可能需要设置内存管理单元（MMU）来启用分页机制。 5. 传递控制权：一旦内核加载完成，引导程序将控制权交给内核，让操作系统接管后续的启动过程。 在pyos这个实验型操作系统中，作者旨在通过从零开始构建一个操作系统，学习和积累相关技术。文章鼓励读者参与讨论，共同提升对操作系统引导原理的理解，同时，对于发现的错误或建议，作者表示热烈欢迎反馈。 引导程序是连接硬件和操作系统的桥梁，它在计算机启动流程中起着关键作用。理解引导程序的工作原理对于操作系统开发者以及计算机硬件爱好者来说具有重要意义。