北航OS课程笔记--二、系统引导

合集 - OS(7)

1.北航OS课程笔记--二、系统引导2024-07-25

2.北航OS课程笔记--三、内存管理2024-07-253.北航OS课程笔记--四、进程管理2024-07-254.北航OS课程笔记--五、设备管理2024-07-255.北航OS课程笔记--六、磁盘管理2024-07-256.北航OS课程笔记--七、文件系统2024-07-257.北航OS课程笔记--一、绪论2024-07-25

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这一章期末不考所以记得比较水（目移）

系统引导

系统引导：开机时，操作系统是如何运行起来的？

1. CPU从一个特定主存地址开始取指令，执行ROM中的引导程序（Bootloader）；先硬件自检，再开机。
2. 将磁盘的第一块：主引导记录（MBR）读入内存，执行磁盘引导程序，扫描分区表
3. 从活动分区（主分区，即安装了操作系统的分区）读入分区引导记录PBR，执行其中的程序
4. 从根目录下找到完整的操作系统初始化程序并执行

Bootloader

引导加载程序是系统加电后运行的第一段软件代码，称为Bootloader，是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。MIPS处理器大多用于嵌入式系统，嵌入式系统常用U-boot作为OS启动装载程序。

嵌入式系统中硬件配置千差万别，所以不可能有一个BootLoader支持所有CPU（操作系统不可完全移植）。

U-Boot启动流程：

• 分为stage1和stage2两部分。
• 依赖于CPU体系结构的代码，如设备初始化代码等：放在stage1且可以用汇编语言来实现。
• stage2：通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好地可读性和移植性。

MIPS的基本地址空间

• kuseg: 用户态可用的地址。在有MMU的机器里，这些地址将一概被MMU作转换。

  MMU：内存管理单元，一种硬件模块，用于在CPU和内存之间进行虚拟内存管理。主要功能是将虚拟地址转换为物理地址。

• kseg0：将最高位清零，就可以映射到物理地址段。称为“非转换”的地址区域；对这段地址的存取基本都会通过cache

  • 一个没有MMU的系统会使用这段地址作为绝大多数程序和数据的存放位置
  • 有MMU的系统，操作系统核心会存放在这。

• kseg1：将这些地址的高三位清零可映射到相应的物理地址上

  • kseg1是非cache存取的
  • kseg1是唯一在系统重启时能正常工作的地址空间

• kseg2：只能在核心态下使用，并要经过MMU的转换。

加载BIOS

BIOS中包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信息、内存信息、时钟信息、PnP特性等等。

读取MBR

MBR：主引导记录，存在于驱动器开始部分的一个特殊的启动扇区。包含了已安装的操作系统的启动加载器（BootLeader)

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