BIOS引导工作简介-操作系统实现之路

BIOS（Basic Input and Output System，基本输入/输出系统）的功能和作用，在这里就不赘述了，这是阅读本书最基本的铺垫内容，比掌握C语言还要基本。如果读者不理解BIOS的功能和作用，那么建议先不要阅读后续内容，先补习一下BIOS相关的知识，否则将无法阅读。

按照个人计算机（PC）的硬件标准，引导环节发生在计算机的硬件系统检测完成之后。具体的引导工作，是由BIOS完成的。BIOS维持一个可用于引导计算机的硬件设备列表，比如本地硬盘、本地光驱、网络、USB接口设备等，然后做一个排序。BIOS会试图从整个序列的第一个设备开始，检查其状态和引导能力。比如针对光驱，首先会判断光驱中是否存在光盘，如果不存在，则跳过光驱设备，进入下一个设备的检测过程。如果发现光盘存在，则试图读取光盘的第一个扇区，并检查这是不是一个可引导扇区（通过检查扇区的最后两个字节是不是0x55AA）。如果发现不是一个可引导扇区，则也跳过光盘，再检查引导序列中的下一个设备，直到发现一个可引导的设备为止。如果遍历完整个引导设备列表，未找到任何可引导设备，则引导过程失败，BIOS会提示无法找到可启动设备。如果在这个过程中能够找到一个可引导扇区，则BIOS会把该扇区的内容加载到内存，并跳转到该扇区，执行引导代码。这个跳转指令，就是BIOS程序在计算机启动过程中执行的最后一条指令，至此，BIOS的工作结束。后续工作将由引导扇区代码完成。(www.xing528.com)

由此可见，BIOS在计算机引导过程中的角色是非常重要且复杂的。但是由于其独立于操作系统的实现，不是本书重点分析的对象。本章重点分析引导扇区被加载到内存，并开始执行后的过程。这个过程属于操作系统的作用范畴，而且是操作系统生命周期的最开始部分。本章将以硬盘为例，首先分析硬盘的逻辑结构和主引导记录（MBR）的作用，然后再分析不同的文件系统下，操作系统引导扇区的功能差异和实现差异，以及每种实现的功能缺陷。最后给出一种克服了这些缺陷的引导程序制作方法—预置引导法，并以Hello China操作系统的引导程序为实例，说明这种方法的应用。