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  • 2017-01-05 15:58:00

    -->电源打开

    -->加电自检

    -->寻找启动盘(软盘则检测0面0磁道1扇区,发现以0xAA55结束,则BIOS认为是一个引导扇区)

    -->BIOS将引导扇区512字节的内容装载到内存0000:7c00处,跳转到0000:7c00处,将控制权交给引导代码

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  • 在计算机加电启动过程中四个程序的执行顺序应该为:1、电自检程序;2、自举装入程序;3、引导程序;4、操作系统。复位启动:“复位”是用硬件控制的方式对CPU进行复位操作,强制中止任何工作任务,将CPU的寄存器...

    在计算机加电启动过程中四个程序的执行顺序应该为:

    1、加电自检程序;

    2、自举装入程序;

    3、引导程序;

    4、操作系统。

    复位启动:

    “复位”是用硬件控制的方式对CPU进行复位操作,强制中止任何工作任务,将CPU中的寄存器和RAM所有单元的数据进行清除,再进行一次开机自检,通过后再引导操作系统。由于复位没有冲击电流的影响,所以它不会象冷启动那样令老化加快。

    另外,在系统死锁且键盘被封锁时,复位是最好的办法,而且是除了关机以外唯一的方法。

    热启动:

    同时按下Ctrl+Alt+Del进行热启动也能卸去当前任务,重置系统,但它有一个关键性的前提,那就是键盘没有被封锁。

    综上所述:除了首次冷机启动外,应尽量减少不必要的关、开机。

    ddc031263eae5209eedd344c83d66b9b.png

    扩展资料:

    具体启动过程:

    第一步: 当我们按下电源开关时,电源就开始向主板和其它设备供电,此时电压还不太稳定,主板上的控制芯片组会向CPU发出并保持一个RESET(重置)信号,让CPU内部自动恢复到初始状态,但CPU在此刻不会马上执行指令。

    当芯片组检测到电源已经开始稳定供电了(当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事情),它便撤去RESET信号(如果是手工按下计算机面板上的Reset按钮来重启机器,那么松开该按钮时芯片组就会撤去RESET信号),CPU马上就从地址FFFF0H处开始执行指令。

    从前面的介绍可知,这个地址实际上在系统BIOS的地址范围内,无论是Award BIOS还是AMI BIOS,放在这里的只是一条跳转指令,跳到系统BIOS中真正的启动代码处。

    第二步: 系统BIOS的启动代码首先要做的事情就是进行POST(Power-On Self Test,加电后自检),POST的主要任务是检测系统中一些关键设备是否存在和能否正常工作,例如内存和显卡等设备。

    由于POST是最早进行的检测过程,此时显卡还没有初始化,如果系统BIOS在进行POST的过程中发现了一些致命错误,例如没有找到内存或者内存有问题(此时只会检查640K常规内存),那么系统BIOS就会直接控制喇叭发声来报告错误,声音的长短和次数代表了错误的类型。

    在正常情况下,POST过程进行得非常快,我们几乎无法感觉到它的存在,POST结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。

    第三步: 接下来系统BIOS将查找显卡的BIOS,前面说过,存放显卡BIOS的ROM芯片的起始地址通常设在C0000H处,系统BIOS在这个地方找到显卡BIOS之后就调用它的初始化代码,由显卡BIOS来初始化显卡。

    此时多数显卡都会在屏幕上显示出一些初始化信息,介绍生产厂商、图形芯片类型等内容,不过这个画面几乎是一闪而过。系统BIOS接着会查找其它设备的BIOS程序,找到之后同样要调用这些BIOS内部的初始化代码来初始化相关的设备。

    第四步: 查找完所有其它设备的BIOS之后,系统BIOS将显示出它自己的启动画面,其中包括有系统BIOS的类型、序列号和版本号等内容。

    第五步: 接着系统BIOS将检测和显示CPU的类型和工作频率,然后开始测试所有的RAM,并同时在屏幕上显示内存测试的进度,我们可以在CMOS设置中自行决定使用简单耗时少或者详细耗时多的测试方式。

    第六步: 内存测试通过之后,系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备,包括硬盘、CD-ROM、串口、并口、软驱等设备,另外绝大多数较新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的定时参数、硬盘参数和访问模式等。

    第七步: 标准设备检测完毕后,系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中安装的即插即用设备,每找到一个设备之后,系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息,同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。

    第八步: 到这一步为止,所有硬件都已经检测配置完毕了,多数系统BIOS会重新清屏并在屏幕上方显示出一个表格,其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬件设备,以及它们使用的资源和一些相关工作参数。

    第九步: 接下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration Data,扩展系统配置数据)。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段,这些数据被存放在CMOS(一小块特殊的RAM,由主板上的电池来供电)之中。

    通常ESCD数据只在系统硬件配置发生改变后才会更新,所以不是每次启动机器时我们都能够看到“Update ESCD… Success”这样的信息。

    不过,某些主板的系统BIOS在保存ESCD数据时使用了与Windows 9x不相同的数据格式,于是Windows 9x在它自己的启动过程中会把ESCD数据修改成自己的格式,但在下一次启动机器时,即使硬件配置没有发生改变,系统BIOS也会把ESCD的数据格式改回来。

    如此循环,将会导致在每次启动机器时,系统BIOS都要更新一遍ESCD,这就是为什么有些机器在每次启动时都会显示出相关信息的原因。

    第十步: ESCD更新完毕后,系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作,即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。

    以从C盘启动为例,系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录,主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区,然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录。

    而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS,这是DOS和Windows 9x最基本的系统文件。Windows 9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据,然后就显示出我们熟悉的蓝天白云。

    在这幅画面之下,Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作。启动evocation

    主要是在动物初期发生过程对有关形成体的诱导作用所用的词,考虑为把无特殊性的神经组织或神经管的形成作用与予以特殊性的神经区域(例:眼、后脑、脊髓等)的作用得以分开,将前者称为启动,后者称为个体化。

    这是J.Needham及C.H.Wadding-ton所提出的概念,已不拘于这种定义,而是比较单纯地把透导作用的最初阶段称为启动,把引起此作用的因素称为启动因子。

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  • 浅谈-计算机加电后的启动过程(一)

    千次阅读 2020-11-05 15:00:16
    继续往后看,当主机加电后,第一个运行的软件是BIOS,但是此时由于计算机加电,内存里还没有数据,所以BIOS并不是放在内存的,而是放在ROM(只读存储器).而BIOS由硬件来加载,被加载到 0xF0000~0xFFFFF处. 上面提到过,cs...

    加载BIOS

    当PC的电源打开后, 80x86结构的CPU将自动进入实模式.并且CPU的 cs:ip 寄存器被强制初始化为 0xF000 : 0xFFF0.

    先抛出来个问题, 为什么 cs:ip 寄存器会被初始化为0xF000 : 0xFFF0 ?

    继续往后看,当主机加电后,第一个运行的软件是BIOS,但是此时由于计算机刚加电,内存里还没有数据,所以BIOS并不是放在内存中的,而是放在ROM(只读存储器).而BIOS由硬件来加载,被加载到 0xF0000~0xFFFFF处.

    上面提到过,cs:ip被初始化为0xF000 : 0xFFF0,即指向0xFFFF0这个地址,也就是说,当加电后计算机执行的第一条指令的地址为0xFFFF0.但是实模式下只能访问1MB内存,此时距离1MB内存就剩下16字节, 这16字节的内容是什么呢? jmp f000: e05b 是一个跳转指令,跳转到BIOS的加载地址去执行BIOS程序.

    BIOS的作用

    主要是进行硬件的诊断、检测和初始化。比如检测内存、显卡等外设信息, 初始化硬件等。 然后在内存中 0x000~0x3FF出建立数据建构, 中断向量表IVT并填写中断例程。最后一项工作: 校验启动盘中位于0盘0道1扇区中的内容。

    BIOS->MBR

    为什么BIOS的最后一项工作是校验启动盘中位于0盘0道1扇区中的内容呢?

    emmm,可以说是约定吧。其实接下来,是要开始加载MBR了,MBR在那个扇区都可以,不一定非要在第一个扇区。 但是如果没有约定,BIOS需要检查电脑中的所有存储设备,去判断它这个扇区是不是存在可执行的程序。所以有了这个约定。

    那么,BIOS怎样判断这个扇区是否有可执行程序呢? —魔术0x55,0xaa。
    BIOS每次只检查一个扇区的最后两个字节, 如果最后两个字节是 0x55,0xaa, 那么BIOS就认为这个扇区中存在可执行程序。(这个可执行程序就是 MBR)
    如果最后两个字节不是 0x55,0xaa, 即使这个扇区中真的有可执行程序,BIOS也不会加载它的。 如果BIOS认为这个扇区中有可执行程序, 就将这个扇区中的内容加载到 物理地址 0x7c00。然后跳转到这个地址开始执行。

    所以,由于扇区的最后两个字节必须是 0x55,0xaa。 这就限制了MBR的大小必须是 512字节。

    加载的地址为什么是0x7c00 ?

    按 DOS 1.0 要求的最小内存 32KB 来说, MBR 希望给人家尽可能多的预留空间,这样也是保全自己的作法,免得过早被覆盖。所以 MBR 只能放在 32KB 的末尾。
    MBR 本身也是程序,是程序就要用到栈,栈也是在内存中的, MBR 虽然本身只有 512 字节,但还要为其所用的栈分配点空间,所以其实际所用的内存空间要大于 512 字节,估计 1KB 内存够用了。
    结合以上三点,选择 32KB中的最后 1KB最为合适,那此地址是多少呢? 32KB换算为十六进制为 0x8000,减去 1KB(0x400)的话,等于 0x7c00。这就是倍受质疑的 0x7c00 的由来,这下清楚了。

    可见,加载 MBR 的位置取决于操作系统本身所占内存大小和内存布局

    MBR的作用

    每种操作系统的启动引导程序都是不同的, 但是大概功能都是相同的即加载操作系统的内核。
    比如在我自己了解到的一个操作系统中,MBR里面就没有什么重要的功能,最重要的就是从硬盘上加载另一个程序加载器,由这个程序去执行一些初始化内核环境、加载内核的操作。

    为什么要多此一举呢?为什么不能在mbr中加载内核呢?
    还是开始的原因,MBR只能是512个字节, 这个空间有点小,没有办法完成初始化环境和加载内核的任务。

    加载器的作用

    加载器是从MBR跳转过来的, 它的主要任务就是为内核初始化环境和加载内核。在此之前的程序都是在实模式下运行的。
    而内核是运行在保护模式下的。 所以加载器也算是从实模式向保护模式过渡。

    展开全文
  • 计算机启动的基本过程

    千次阅读 2021-05-19 00:58:47
    后, CPU的RESET引脚会产生一个逻辑值来复位CPU, CPU唤醒后, CPU将0xfffffff0处执行一条长跳转指令, 直接跳到固化ROM启动代码处(即BIOS), 然后执行BIOS的代码 2. BIOS自检 2.1 硬件自检 顾名思义, BIOS...


    当用户按下开机按钮后, 再到操作系统初始化完毕大概可以分为4个步骤

    1. 上电

    比如按下电脑上的电源按钮, 这个过程就是’上电’.

    上电后, CPU的RESET引脚会产生一个逻辑值来复位CPU, CPU唤醒后, CPU将在0xfffffff0处执行一条长跳转指令, 直接跳到固化在ROM中的启动代码处(即BIOS), 然后执行BIOS的代码

    2. BIOS自检

    2.1 硬件自检

    顾名思义, BIOS程序负责检测系统外围关键设备比如CPU, 内存, 显卡, I/O, 键盘鼠标等是否正常, 如果自检无法通过则系统无法启动. 检测通过后会显示出这些设备的信息.

    2.2 查找引导设备

    此时, BIOS需要知道"下一阶段的启动程序"是谁, 所以需要从Boot的启动序列中顺序检查该设备是否可以启动, 可以启动的标志就是该设备第一个分区最前面的512字节(即主引导记录MBR)的最后两个字节是不是0x55和0xaa. 为什么是0x55和0xaa? 因为AA展开为10101010, 55展开为01010101,变成串行电平的话就是一个占空比为50%的方波, 这种方波在电路中最容易被分辨是否受干扰或者畸变.

    3. 系统引导

    BIOS把MBR这第一部分引导代码复制到0x7c00地址所在的物理内存中, 就退出了. 被复制的这部分代码就是BootLoader, 比如grub就是一种常见的BootLoader. 系统读取内存中的grub配置信息(定义在/etc/grub.con,以及/etc/grub/menu.lst和/etc/grub.conf的软连接),并依照此配置信息生成的内核列表来启动不同的操作系统。

    MBR共512字节, 其中前446字节为引导程序及参数, 然后是4个16字节的“硬盘分区表”, 及2字节的结束标志.

    硬盘分区表可以将一个硬盘最多分为4个一级分区, 一级分区又叫做主分区. 每个主分区占据16个字节, 这16个字节分为6个部分, 这6个部分主要描述了该分区的结构信息. 这里重点关注第一个字节, 如果该字节为0x80, 则该分区是激活分区, 激活分区中存储了加载器. MBR找到加载器后就会把CPU的控制权交给加载器然后退出.

    另外扩展一点, 分区结构信息中的最后四个字节描述了该主分区的扇区总数, 所以该分区的扇区总数最多不会超过2的32次方, 如果每个扇区为512字节, 那么意味着该分区最大不超过2TB. 所以如果想使用更大的硬盘, 可以提高每个扇区的字节数或者增加扇区总数.

    CPU的控制权交给硬盘的激活分区分为2种情况:

    1. 要引导的操作系统位于主分区内. 此时CPU会读取激活分区的第一个扇区(即卷引导记录VBR). VBR主要作用是告诉CPU操作系统在这个分区的位置, 随后CPU便会加载操作系统了. 注意4个主分区里面只有一个是激活的.
    2. 要引导的操作系统位于逻辑分区内. 如果4个主分区不够时, 但是分区表最多又只有4个, 因此规定有且只有一个区可以被定义为扩展分区. 扩展分区理论上可以有无数个逻辑分区. 此时CPU读取扩展分区的第一个扇区(即扩展引导记录EBR). EBR中有一张64字节的分区表, 但是最多只有2个分区, 第一个分区指向该逻辑分区的本身的引导扇区, 第二个分区指向下一个逻辑分区的EBR(如果存在第二个分区的话), 该EBR仍可以被分成类似这样的两个分区, 即扩展分区中逻辑驱动器的引导记录是链式的. 在Linux系统中,硬盘分区命名为sda1-sda4或者hda1-hda4(其中a表示硬盘编号可能是a、b、c等等).

    4. 操作系统初始化

    控制权转交给操作系统后, 操作系统的内核首先被载入内存.

    以Linux系统为例, 先载入/boot目录下面的kernel.内核加载成功后, 第一个运行的程序是/sbin/init.它根据配置文件(Debian系统是/etc/initab)产生init进程.这是Linux启动后的第一个进程, pid进程编号为1, 其他进程都是它的后代.

    然后, init线程加载系统的各个模块, 比如窗口程序和网络程序, 直至执行/bin/login程序, 跳出登录界面, 等待用户输入用户名和密码.

    至此, 全部启动过程完成.

    详细可以查看参考这篇博文史上最详细linux启动过程讲解—没有之一.

    参考

    主引导记录
    linux启动过程
    关于0xAA和0x55
    Linux启动过程详解
    计算机的启动过程(详细)
    史上最详细linux启动过程讲解—没有之一

    展开全文
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