L01_什么是操作系统

是计算机硬件和应用之间的一层软件

• 方便我们使用硬件，如使用显存…
• 高效的使用硬件，如开多个终端(窗口)
  • 管理哪些硬件
    • CPU管理 内存管理 终端管理 磁盘管理 文件管理 ——五基本功能(本课程重点)
    • 网络管理 电源管理 多核管理

问题：操作系统是如何加载的？

L02_掀开钢琴的盖子

计算机是如何工作的

:::info 计算机是计算模型的实践 ::: 最经典的计算机结构：图灵机

冯·诺伊曼存储程序思想： :::info 程序和数据放到计算机内部存储器中，计算机在程序的控制下一步步处理

• 程序放在内存中
• 用指针指向他
• 取出指令并执行

• 指针移向下一个指令 :::

  打开电源，PC执行的第一条指令？

  :::info

• CS=0xFFFF;IP=0000;

• 0xFFFF0开始的区域为BIOS区，取出该部分的指令进行的是检查硬件完整性
• 将从磁盘0磁道0扇区取出512字节的指令放在0x7c00处（引导扇区）
• CS=0x7C00，IP=0000； ::: 引导扇区是启动设备的第一个扇区

  引导扇区代码：bootsect.s

  

:::info 在上电时，操作系统在硬盘上，因此bootsect的第一个工作便是将操作系统从硬盘上载入到内存里； ::: :::tips BOOTSEG = 0x07c0
INITSEG = 0x9000
SETUPSEG = 0x9020
:::

initseg

将steup读入内存

summary

计算机的基本结构：图灵机&冯·诺依曼结构

• 存储程序

• 取指执行 :::info bootsect.s的作用

• 检测读入setup

• 读入system :::

  L03_操作系统启动

  setup.s

  :::info 完成OS启动前的设置 :::

• int 0x15：获得扩展内存的大小（内存的管理是操作系统中的重要环节）

• 操作系统移动到0地址开始的空间（之前为何将setup移动的原因，空出足够的空间）

• 进入保护模式

  保护模式

  :::tips jmpi 0,8?

• 应该实际上跳到0地址处

• 但是这里操作放在0X00080
• 传统的寻址空间只有1M（16位机）
• 实际上是从16位模式切换到32位模式；因此开启保护模式然后进入32位模式

• cr0=0：16位模式；cr0=1保护模式 :::

  保护模式下地址翻译

  保护模式下的地址翻译：用硬件实现地址翻译（快速）
  

• CS：selector选择子，选择表格中的内容

• 表：gdt global description table；
• gdt表通过setup初始化；

  System模块执行

  Makefile：控制编译的顺序

  system模块中第一部分的代码是head.s
  通过控制makefile，可以控制编译顺序，让head.s先进行编译

head.s

head.s执行初始化GDT，IDT表
转到main函数（C函数）

三种汇编

• 16位：as86汇编
• 32位：GNUas汇编
• 内嵌汇编：gcc编译过程中产生的；