操作系统学习笔记（一）

什么是操作系统

• 应用软件：Word,Matlab...
• 操作系统：Windows,Linux...  
• 计算机硬件：CPU,内存,显存...               
• 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（显存等），是我们可以高效地使用硬件（如开多个终端等）。
• 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（以上五个是基本部分）
  • 网络管理，电源管理，多核管理

 

---

 

揭开钢琴的盖子

• 图灵机-->通用图灵机-->计算机(冯·诺依曼存储程序思想)
• 计算机是如何工作的？取指执行。
• 打开电源，计算机执行的第一句指令是什么？
  • x86 PC刚开机时CPU处于实模式（和保护模式对应，实模式的寻址CS:IP(CS左移4位+IP，和保护模式不一样)）
  • 开机时，CS=0xFFFF，IP=0x0000
  • 寻址0xFFFF0(ROM BIOS映射区)
  • 检查RAM，键盘，显示器，软硬磁盘
  • 将磁盘0磁道0扇区(512字节，操作系统的引导扇区)读入0x7c00处
  • 设置cs=0x07c0，ip=0x0000

　　　　　　           

• 0x7c00处存放的代码：就是从磁盘引导扇区读入的那512个字节。
  • 引导扇区就是启动设备的第一个扇区，开机时按住del键可进入启动设备设置界面，可以设置为光盘启动；
  • 启动设备信息被设置在CMOS（互补金属氧化物半导体，用来存储实时钟和硬件配置信息）中..
  • 因此，磁盘的第一个扇区存放着开机后执行的第一段我们可以控制的程序。
• 引导扇区代码：bootsect.s
  • 为什么这里是汇编语言呢？视频中给出的讲法是，如果是高级语言比如C语言，写一个int a，那么我们也不知道a的具体地址是什么，但在引导扇区中，我们需要对这个代码有一个完整的控制，而汇编语言可以做到这一点。

　　　       

 

　　　movw是按字移动的，移动256个字就是移动512个字节，所以是把第一个扇区的所有内容再搬到0x90000处。

　　　go代表一个偏移量（就是个数字），而go和INITSEG组成的跳转地址就是在以0x90000开始的代码段中go的地址。

　　　把从第二个扇区开始的4个扇区（setup扇区）读到0x90200的位置。

  　　      

 

 　　   在屏幕上显示msg1的内容，如果想更改的话，就改掉msg1:..的内容，再修改mov cx,#24(字符串长度)。

  　　  再读入system模块。最后跳转到setup地址，即ip=0，cs=0x9020，与第一张ppt也是一致的。

　　　　

---

 

 操作系统启动

　　

　　扩展内存：1M以后的内存。

　　mov [2], ax：[2]是间接寻址，段寄存器中是0x9000，所以表示内存地址0x90002。

 　　总结：开机就做了两件事，bootsect（读进来），setup（初始化）。

 

 

 　　把0x90000开始的代码移动到0x0的地方（所以之前从0x7c00向0x90000挪，就是为了给现在挪过来的代码留有一定的空间，不然可能冲掉）。

　　   

　　    

 

 　　setup做了什么：初始化，将system框架挪到0x0的地方，开启保护模式，跳到0x0的地方继续执行。

 　　    

 

 　　     

 

 　　    

 

 　　mem_init中为什么上面是非空闲的？放了操作系统的汇编代码等等。

　　参数从哪来的，0x90002里面，setup中初始化的内存空间大小。

 总结

 　　主要讲了boot（将操作系统从磁盘读进来），setup（获得一些参数，启动保护模式），head（初始化gdt表，初始化页表，跳到main），main（一堆初始化），mem_init（哪些是空闲内存，硬盘长什么样子）。

　　一件事：读入内存；另一件事：初始化。