- 疑問一：操作系統是放在磁盤上的，而電腦的指令只能在cpu中執行，cpu在掉電的時候所有的內容豆芽清空。那到底是什么讓操作系統加載到我們的cpu上面，供我們使用的呢？電腦執行的第一條指令是從哪里來的呢？
答：電腦CPU分為兩部分，一部分為RAM隨機訪問存儲，還有一個ROM只讀存儲。
電腦商店之后，cpu的ROM只讀存儲里面還會有一些我們原來寫入的一些內容。我們的系統初始化代碼就是從哪里開始執行。大小約1M左右，只就是我們熟知的BIOS固件。
ROM計時上圖從下到上1M的內容，里面就含有BIOS。電腦一上電，cpu就開始執行它。
- 疑問二：電腦一上電怎么技能找到BIOS的起始位置呢？
我們要求，在系統CPU完成初始化之后，它處於實模式下。在實模式下，它的地址計算把段寄存器左移四位，然后加上他的當前指令指針，這兩個加在一起作為我們當前訪問第一條指定位置。即
PC就是第一條指令的起始位置。
還有一條限制是說，在加電的時候，它處於實模式，這個時候地址總線，並不是像我們現在用到通常系統是32位，它只有20位的地址可用，那在這20位地址里頭，我們用到區域就是2的二十次方，這個時候就只有1M。這就解釋了為什么放的區域就只能放在最底下1M里頭的一小塊。
這塊代碼他為了從磁盤上讀數據，這個時候必須提供相應的服務，如果沒有這些服務，是沒有辦法訪問到磁盤設備的。為了做到這件事，在BIOS里面，他需要提供這樣一些功能，分別是：
- 基本的輸入輸出
- 系統的配置信息
- 開機自檢程序
- 系統的啟動程序
- 基本輸入輸出
在屏幕上顯示基本的信息，從磁盤上讀寫扇區，知道我的內存有多大，從鍵盤上讀用戶的輸入。當然在這里BIOS只能提供最簡單，最基本的輸入輸出功能。並且它的使用也受到很大的限制，比如說在英特爾的CPU上，它受到一條限制，就是你只能是在實模式下工作。那如果說我們的操作系統是工作在保護模式下，那這些都不能用了。
- 系統的配置
我們都知道系統在剛開始的時候，你需要有配置，到底是從硬盤啟動，從網絡啟動，還是說從光盤啟動。這些啟動是在你加電的時候，由你的BIOS的設置來完成。依據這些設置，系統執行它的啟動程序。就是把硬盤里的加載程序和操作系統內容先后加載到CPU當中來。
具體的過程可以這樣來看：
在BIOS初始化完成后，BIOS它就會從磁盤上把引導散區的程序（這個引導散區長度只有512字節）讀取到CPU的指定位置0x7c00。然后CPU就跳轉到改固定位置，把控制權轉到從磁盤讀取進來的這個程序，我們稱它為“加載程序”。加載程序里面我們又可以做進一步的事情。它能將操作系統的代碼讀到內存中來，並且能把控制權交給操作系統，來繼續執行操作系統功能。
如上圖所示，把加載程序放在了CPU地址為0X7C00上，操作系統放在BIOS的上面。
這個時候有個問題 ，你既然能從磁盤上讀數據，那為啥我不直接從BIOS里頭直接把操作系統的內核映像讀進來呢？？？
實際上，首先我們磁盤上是有文件系統的，文件系統是多種多樣的。我們在機器出廠的時候，不可以說我直接限制死你，你只能用某一種文件系統。為了增加這種靈活性，但是我在BIOS又不可能加上認識所有文件系統代碼。
那怎么辦？ 我就在里有一個基本約定
我不需要認識格式，我也能從里頭讀到你的第一塊。我只讀第一塊。
讀了這塊之后 ，這塊的加載程序里頭，我們會用加載程序來識別你磁盤上文件系統。這時候，我就能夠認識磁盤上文件系統，我就可以讀到我內核的鏡像，並且把它加載到內存當中來。這就是我們這里看到，用加載程序讀到操作系統來。有了這個過程之后，我們再把相應的控制權轉到讀進來的操作系統內核代碼上，我們操作系統就可以開始運行的。
略詳細版
其實在cpu初始化完成后，BIOS並不是直接去讀磁盤扇區的加載程序的。
比如說我們在最早的時候，電腦磁盤里只有一個分區，cpu和BIOS都初始化完成之后就直接到分區里找文件系統了。但是對於我們現在來說，所有的計算機，或者大多數的計算機里頭都不止一個分區，可能會有幾個分區。每個分區上會裝不同的系統。那這個時候就在前邊加上一個主引導記錄。
這個主引導記錄是說，我要從哪個文件系統里去讀我的這個加載程序。在主引導記錄執行完，然后我就進到當前某一個分區里頭，分區里頭又有該分區的引導扇區，通過這個活動分區的引導扇區，再來加載我們剛才說到的加載程序。可以參考下面這張圖。第一個框是在cpu上面執行的，其他三個是在磁盤上面執行的
那我們具體說起來,有這樣幾個過程！！！
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cpu初始化，找到自己的第一條指令！！！
首先我們在前面已經說過，CPU加電完成它的初始化，到一個確定的狀態去讀第一條指令。我們需要知道CPU初始化之后，它的代碼段段寄存器和當前指令指針寄存器這兩個的內容，算出來它的第一條指令在內存當中的什么地方。
因為它是實模式，所以是CS和IP都是16位的，CS左移四位和IP加在一起算出我的位置。這個時候 我放到內存當中的BIOS的位置，只能是在最底下的一兆，原因在於這時候它是20位的地址。有了這個之后我們就直接進到BIOS里執行。 -
進入BIOS，進行BIOS的初始化！！！
首先第一個是硬件自檢
也就是說我們有可能加電起來之后，你的內存出錯， 那整個后邊就沒法做。
我們說在計算機系統里頭它的加電自檢，它上來之后是看最關鍵的這幾個部分是不是在工作。這就相當於在自檢的時候關鍵的內存 顯卡這幾部分是否存在，如果存在的話 ，它的工作狀態是什么樣子。
然后完成設備每一個這些關鍵性的接口卡里頭它自己的初始化程序。這些初始化程序完成之后，那我就認為關鍵的設備是可以的了。然后是使用系統配置表，找到指定外部設備的系統（比如，U盤，磁盤等）
我們說我們現在的系統，很多都是可以即插即用的。如果說我想從一個USB接口的光驅里啟動，那你怎么啟得來？？？
這時候， 在這個BIOS里的自檢，現在是能夠做到系統的自檢！！! 我們說在BIOS里有一個系統配置表，這個配置表就是我們這里所說的 ESCD ,就是擴展系統配置數據。那用這個數據 我就能知道，我當前系統里都有些什么樣的設備。每次加電之后有可能你會插上新的卡或者說拔掉已有的卡，這個數據會因為這些操作而發生改變。每次加電的時候這個數據都必須審閱，可能會修改一次。做完之后，我就把控制權轉到我們從磁盤讀到cpu的數據里頭。讀進去的數據就是我們說的主引導記錄。 -
主引導記錄MBR格式
由於有的電腦不止一個分區，所以上面我們說的，讀入到cpu的數據，就是我們需要的主引導記錄。我們說主引導記錄有512字節，但是在這 ，你只能說我可以用到的是446字節。
那其他部分是什么？？原因是當我的電腦后邊有多個分區的時候，要把這些分區的狀態也要存到這512字節里頭。由上圖可以看到，每個分區的信息占用16個字節，所以硬盤分區表里最多只能有4個分區。
所以這樣的話，你就只有446個字節的內容來執行你的啟動代碼。而這個啟動代碼是用來檢查我分區表是否正確，然后還要加載並跳轉到你的活動分區的引導記錄上去。
前面的是啟動代碼446字節，中間的你的硬盤分區表16*4=64字節。最后是一個結束標志，這個結束標是55AA，有了這個之后 ，它才認為這是一個合法的主引導記錄。
4.分區引導扇區格式
那有了以上主引導的操作之后，它就會跳到你活動分區的引導扇區上去。
從上圖可以看出，
先是跳轉指令，跳轉指令平台相關了， 你的CPU不同，這個地方這條指令肯定也是不一樣的。
然后是文件卷的信息。
再之后是我的啟動代碼，這個地方的啟動代碼就需要認識你的格式說，我這個加載程序不是存在在512字節里頭的，存在別處的。它在哪？那就靠你這里的代碼來約定說我放在哪。而這里的代碼實際上是我們存在硬盤上的或者說你的軟盤上的，因此我是可以改動的，那改動完了之后，我就可以把我的加載程序放在任意的地方，只要我在這標識出來我上哪去認識它就可以。
最后是結束標志，這個結束標志跟剛才那個主引導記錄是一樣的，也是55AA。有了這個之后 ，它才認為這是一個合法的分區引導。
5. 加載程序(bootloader) ，開始加載我的操作系統到我的cpu里面的 
從上面分區的啟動代碼，就找到了我的加載程序。
接下來我們說加載程序的細化
我們說加載程序它首先不是直接去加載你的內核，而是去文件系統當中讀一個啟動配置文件。依據配置文件的配置（參數）去加載內核，依據這個，就選擇你啟動的模式，比如說我是在正常啟動，還是說我是在安全模式啟動，還是說我是在一個調試狀態下啟動我的系統。
那這些區別都會讀出來之后，它導致我在加載內核的時候的一些內核會不一樣，或者說我加載的時候的參數會不一樣。