前一篇文章描述了Intel x86計算機(jī)主板和內(nèi)存映射圖蕊玷，現(xiàn)在我們來解說一下計算機(jī)啟動的幾個階段氓英。下面是一個簡單圖表馋吗。
按下電源按鈕后計算機(jī)開始啟動，主板加電以后它開始初始化自己的固件胯府，固件是一些固化在芯片組上面的程序介衔，它會試圖去啟動CPU。如果這一步失敗了（例如CPU壞了或者沒插好）盟劫，你的計算機(jī)會死機(jī)并且給出錯誤信息（但是風(fēng)扇會一直轉(zhuǎn)）。有些版本的主板固件還會發(fā)出蜂鳴警告与纽。這種狀態(tài)被稱為“zombie-with-fans”侣签。注意有時候USB或者其他設(shè)備也有可能導(dǎo)致這種結(jié)果，調(diào)試的時候最好拔掉所有非必要可能導(dǎo)致問題的外設(shè)急迂。
那么如果沒問題的話CPU就開始加電工作了影所，在多CPU或者多核CPU情況下，某一個CPU會被隨機(jī)抽選到作為啟動CPU（bootstrap processor僚碎，BSP）運(yùn)行BIOS和內(nèi)核初始化部分的代碼猴娩。其余的CPU（被稱作application processor，AP）勺阐，會保持停機(jī)狀態(tài)直到操作系統(tǒng)內(nèi)核顯式地使用它們卷中。
CPU啟動之后首先進(jìn)入的是實模式，這種模式下CPU處理的是物理內(nèi)存地址渊抽，也就是說MMU沒有開啟分頁功能蟆豫，而且最多只能訪問1MB的內(nèi)存。
不過這時候絕大多數(shù)的CPU寄存器已經(jīng)能夠正常使用了懒闷，其中EIP寄存器是指向CPU要執(zhí)行的指令內(nèi)存地址的寄存器十减。啟動之后，Intel CPU會有一個特殊的行為愤估，那就是對EIP的初始值加一個基寄存器的值帮辟，讓CPU跳轉(zhuǎn)到0xFFFFFFF0這個地址執(zhí)行那里的第一條指令。之所以稱之特殊行為是因為這個地址其實大于實模式下1MB的內(nèi)存限制玩焰。0xFFFFFFF0這個地址也因此被稱為重置向量（reset vector）由驹。
接下來主板上的固件會保證位于重置向量處的指令是一條jump指令，該指令清空了加在EIP上的基寄存器的值昔园，讓CPU繼續(xù)跳轉(zhuǎn)到BIOS代碼的開始處（物理地址0xF0000）開始執(zhí)行BIOS荔棉。這里讓我們來回顧一下內(nèi)存映射理解整個過程，見圖蒿赢。
接下來CPU就開始執(zhí)行BIOS里面的指令了润樱，包括初始化一些硬件和加電自檢（POST）。如果找不到內(nèi)存或者鍵盤都有可能讓BIOS停止工作并且打印一些相關(guān)的錯誤信息羡棵，如果找不到顯卡BIOS會發(fā)出蜂鳴警告（因為此時無法顯示畫面）壹若。
現(xiàn)代BIOS往往會遵循高級配置電源接口（Advanced Configuration Power Interface，ACPI）來在內(nèi)存中設(shè)置好一系列的數(shù)據(jù)來描述硬件信息，以便被操作系統(tǒng)內(nèi)核利用店展。
自檢以后BIOS會試圖加載操作系統(tǒng)养篓，它會從硬盤，光驅(qū)赂蕴，軟驅(qū)柳弄，網(wǎng)絡(luò)等幾個地方依次尋找操作系統(tǒng)（優(yōu)先級往往可在BIOS內(nèi)設(shè)定）。如果找不到操作系統(tǒng)概说，BIOS也會停機(jī)并給出錯誤信息碧注。
這里我們假設(shè)BIOS在硬盤上找到了操作系統(tǒng)，它會首先讀取該硬盤上的大小為512KB的0號扇區(qū)糖赔，這個扇區(qū)被稱作主引導(dǎo)記錄（Master Boot Record萍丐，MBR），它往往包含著兩個重要的部分：第一放典，一小段幫助操作系統(tǒng)啟動的代碼逝变；第二，與磁盤上具體文件系統(tǒng)相關(guān)的磁盤分區(qū)表奋构。下面是一張圖片幫助大家理解MBR的結(jié)構(gòu)壳影。BIOS讀取完磁盤上的MBR之后會把它拷貝到內(nèi)存地址0x7c00這個地方，然后跳轉(zhuǎn)到該內(nèi)存地址執(zhí)行MBR里面的指令弥臼。
MBR里面有什么指令呢态贤？Windows操作系統(tǒng)里面是Windows啟動器，Linux的話可能是LILO或者GRUB啟動器醋火。而MBR的磁盤分區(qū)表部分則是四個16字節(jié)的結(jié)構(gòu)悠汽，描述了磁盤是如何分區(qū)的（這樣你就可以在同一磁盤的不同分區(qū)上安裝不同的操作系統(tǒng)）。所以采用了MBR格式分區(qū)表的文件系統(tǒng)最多能安裝四個操作系統(tǒng)芥驳。
