本文來自微信公眾號：編程技術宇宙 （ID：xuanyuancoding），作者：軒轅之風 O
來電了
“來電了，來電了，起來干活了”，一大早，我還在睡夢中就被吵醒了。
我是 CPU 一號車間的阿 Q，好久不見，不知道大家有沒有想我呢？
“今天不是星期六嗎？怎么還要工作”，我有些不開心，本以為能睡一個懶覺，誰知道大周末的程序員還開機，這是來加班了嗎。
一邊抱怨，一邊還得趕緊起來干活。
來到我所在的工作車間，提取指令的小 A、分析指令的小胖和負責結(jié)果回寫的老 K 都已經(jīng)到了，就差執(zhí)行指令的我了。
我們幾個各就各位，做起了準備工作。
“小 A，報告一下各個寄存器的值”，我囑咐小 A，這是我們每天開始工作前必做的檢查項。
每次一通電，咱們的電路就會啟動自檢工作，把所有的寄存器全部重置，如果哪里有異常的話，就會把錯誤記錄到 EAX 寄存器中，如果發(fā)現(xiàn) EAX 的值不是 0，那可就大事不好了。
“報告，寄存器已確認：”
EAX，EBX, ECX, ESI, EDI, EBP, ESP: 0x00000000
EFLAGS: 0x00000002
CS: 0xF000
EIP: 0xFFF0
······
看起來沒什么問題，尤其是 CS 和 IP 這兩個寄存器，決定著一會兒該從哪里開始執(zhí)行代碼呢。
我們是一個 64 位的 CPU，平時都是工作在保護模式下，使用虛擬地址來訪問內(nèi)存，由廠里的內(nèi)存管理單元 MMU 負責給轉(zhuǎn)換成真實的物理地址。
不過在剛剛開機的這會兒功夫，虛擬地址翻譯所需要的頁目錄、頁表這些信息都還沒準備好，MMU 還沒法工作，這時候我們只能使用 16 位的寄存器，工作在實地址模式下，使用段 + 基址的方式來跟內(nèi)存打交道，最多只能使用 1MB 的內(nèi)存空間，實在是有點局促。
開始執(zhí)行
“大家都準備好了嗎，打起精神來，要準備開始今天的工作了哦！”
“Q 哥，這剛剛通電，內(nèi)存條那家伙應該還是一片空白吧，咱們要去執(zhí)行哪里的指令??？”，小 A 問到。
“這你不用擔心，在主板上，咱們 CPU 隔壁不遠處有個叫 BIOS 的伙計，是一個 ROM 芯片，咱們已經(jīng)跟他約定好了，一通電他就映射到地址空間中，你盡管按照 CS:IP（0xF000:0xFFF0）指向的地方開始取指令就對了，他會安排好的”
“原來是這樣”，小 A 點了點頭，似懂非懂的樣子。
正式開始干活了，小 A 熟練的從 F000:FFF0 處，也就是 0xFFFF0 處取到了第一條指令：jmp xxxx
好家伙，上來就是一個大跳轉(zhuǎn)，我們一下來到了 BIOS 那家伙地盤的中央，開始執(zhí)行他準備的程序了。
接下來執(zhí)行的這一堆指令我已經(jīng)做過無數(shù)次了，對主板上各單位進行檢測，看看有沒有異常情況，還有初始化我們工作需要的中斷向量表等等，我早已經(jīng)輕車熟路了。
“哥幾個忙著吶”，我們正忙的熱火朝天，發(fā)現(xiàn)有人在門口圍觀，回頭看去，原來是隔壁二號車間、五號車間、八號車間的幾個家伙。
“你們幾個這么閑，要不來幫我們干會兒活？”
“哎，你想得美，你們一號核是引導處理器（BSP），待遇比我們好，這開機啟動的活兒我們怎么能搶呢？”，二號車間的虎子陰陽怪氣的說到。
真是羨慕他們，比我們 1 號車間上班時間晚，每次都可以多睡會兒。
MBR
我繼續(xù)執(zhí)行 BIOS 中的代碼，一切檢查完畢，沒什么異常，要準備啟動操作系統(tǒng)大佬了。
接下來，我檢查了 BIOS 中配置的啟動順序，排在第一位的是硬盤兄弟。
于是我把硬盤老哥第 0 盤第 0 道第 1 扇區(qū)的內(nèi)容讀取到了內(nèi)存中的 0x7C00 位置，他們把這玩意叫做主引導記錄 MBR，一共 512 個字節(jié)。
聽硬盤那哥們說，這是操作系統(tǒng)老大在安裝的時候，寫到他那里的。
他還告訴我，這個位置很重要，曾經(jīng)就有病毒占據(jù)了這個位置，最后沒辦法只好重裝系統(tǒng)。
MBR
讀取到了 MBR 后，還得檢查最后兩個字節(jié)必須是 0x55 和 0xAA，看起來沒什么問題，是一個合法的 MBR，我們又跳到了 0x7C00 的位置開始執(zhí)行。
操作系統(tǒng)
終于來到操作系統(tǒng)的地盤兒了，在操作系統(tǒng)的指示下，我們切換了工作模式，開始在保護模式下工作了！
剛剛切換到保護模式下，MMU 仍然沒法做地址翻譯工作，我們還是只有直接使用物理地址跟內(nèi)存聯(lián)系，所以得趕緊把頁目錄和頁表準備妥當才行。
忙活了一陣子之后，總算把需要的東西都弄好了，我激動的打開了內(nèi)存分頁的開關，通知 MMU 部門開始工作，現(xiàn)在我們可以使用虛擬地址訪問內(nèi)存了，這感覺棒多了！
這時，一旁圍觀的二號車間、五號車間、八號車間那幾個家伙見狀趕緊遛了回去，因為他們知道，馬上就該他們工作了。
我們繼續(xù)執(zhí)行操作系統(tǒng)的代碼，給咱們 CPU 其他所有核都準備好了數(shù)據(jù)和指令，創(chuàng)建了多個線程出來，把他們也叫起來一起工作，咱們這個八核 CPU 終于全面開動起來，一下子熱鬧了不少。
再后來，不知執(zhí)行了多少指令，創(chuàng)建了多少線程，才把操作系統(tǒng)老大完整的運行了起來，成功完成了這一次的啟動。
這就是通電后，我們 CPU 開始工作的日常，我已經(jīng)記不清這是第多少次啟動了，也不知道，我們還能啟動多少次???
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