汇编 ---- 第二章 计算机的启动

第一节 程序是如何跑起来的

• 双击程序运行
  • 双击程序 --> 发送请求给操作系统 --> 操作系统根据当前的内存情况为程序分配内存 --> 操作系统将程序加载到内存中 --> 操作系统根据其他程序运行情况在适当情况下提交给处理器 --> 处理器执行程序
• 程序需要根据操作系统的要求来进行编写，不同的操作系统对程序有不同的要求，故不同操作系统之间的软件是不互相兼容的
• 是否可以绕过操作系统使程序运行起来？
  • 可以
  • 理由：详见本章第五节

第二节 计算机的启动和重启

• 计算机在启动或者重启的时候，处理器会对寄存器执行一个初始化操作
  • 代码段寄存器CS的值被初始化为FF FF
  • 其他寄存器(IP)的值被初始化为00 00
• 初始化工作完成后，处理器会立刻开始机器周期的循环

第三节 BIOS

• 1MB并不是指内存大小，而是指处理器可以访问的空间(寻址空间)的大小，与计算机实际内存之间并没有直接联系
• 1MB的寻址空间从物理上被分为了三大部分：
  • 大部分用于访问内存(640KB)
  • 剩余部分分给了只读存储器ROM(64KB)和外围板卡(320KB)
• ROM(Read-Only Memory)：只读存储器
• BIOS(Basic Input Output System)：基本输入输出系统
• 跳转指令：
  • 作用：改变CS和IP的值，让处理器从ROM较低的位置处执行
  • 执行 jmp F000:005C 以后，
  • CS的值变为F000，IP的值变为005C
  • CS的值左移四位，变为F0000，加上IP的值，结果为F005C，F005C属于ROM中较低端的位置，从而使得ROM有更多的空间执行指令
• 
• 如图可以看出，FFFF0距离顶端FFFFF只有16个字节的空间，故在FFFF0处一般为跳转指令，使得程序跳到ROM的底部去执行
• 如果使用的是8086的处理器，分配一块640KB大小的内存条刚刚好（8086处理器访问内存的能力只有640KB）

第四节 硬盘

• 
• 组成：盘片、读写磁头、磁头臂、磁头支架、转轴、扇区、磁道
  • 
• 数据存储于硬盘的盘片上，盘片都串于同一根轴(转轴)上，由电动机带动，进行同步旋转
• 除了最上面和最下面的盘片外，其余每个盘片都有上下两个磁头最上面的盘片只有上方一个磁头，最下面的盘片只有下方一个磁头
• 磁头具有编号，从上往下分别为1，2，3，··· 。磁头是一个整体，不能单独移动其中的某一个磁头
• 磁头通过磁头臂固定在支架上，由步进电机带动，同步的在盘片的中心和边缘之间来回移动
• 磁道：磁头在电机带动下围绕圆心所画的圆，由于所有的磁头都是同步的，所以每个盘片都有相同的磁道
• 柱面：将每个盘片上的同一条磁道上下相连，形成柱面
  • 作用：优化数据读写
• 磁道和柱面皆具有编号，编号由边缘向圆心的位置编号分别为0，1，2，3，···
• 在硬盘上，数据的访问是以柱面来组织的，数据存储时当每个盘面的同一磁道都完成了存储，数据才会被存入下一磁道中
• 磁道进一步划分为扇区，扇区之间存在一定的间隔，每个扇区都有一个编号，分别为1，2，3，···
• 每个扇区以扇区头开始，扇区头后面是512个字节的存储空间(真正存储数据的部分)，扇区头包含了每个扇区的信息，比如扇区所在的磁道号、磁头号、扇区号等
• 主引导扇区(硬盘的第一个扇区)：0面0道1扇区

第五节 操作系统的自举

• 1、启动或重启计算机，寄存器被初始化
  • CS:FFFF 代码段寄存器被初始化为FFFF
  • IP:0000 指令指针寄存器被初始化为0000
• 2、初始化完成后，处理器开始进入机器周期的循环，首先到FFFF0的位置执行跳转指令( jmp F000:005C)
  • CS:F000 代码段寄存器的值被改为F000
  • IP:005C 指令指针寄存器的值被改为005C
• 3、处理器到F005C的位置(ROM存储器的底部)取指令并执行
  • 从下往上依次执行BIOS中的指令
• 4、BIOS所做的最后一件事：将主引导扇区中的内容加载到内存地址为7C00的位置处
• 5、BIOS的最后一条指令(跳转指令)：JMP 0000:7C00
  • CS:0000 代码段寄存器的值被改为0000
  • IP:7C00 指令指针寄存器的值被改为7C00
• 6、处理器到7C00的位置处执行主引导扇区中的指令
  • (1)、加载操作系统自举代码到内存中
  • (2)、最后通过一条跳转指令，使处理器去执行操作系统的自举代码，启动操作系统
• 处理器如何绕过操作系统使程序运行起来？
  • 在第4步的时候，将程序写入主引导扇区中，由主引导扇区加载到内存地址为7C00的位置处
  • 继续执行第5步的跳转指令，执行7C00位置处的程序，此处的程序为绕过操作系统写入的程序
  • 引发的问题：主引导扇区中的内容被改写，操作系统无法启动，造成计算机瘫痪

第六节 虚拟机

• 在虚拟机中创建一个虚拟硬盘

第七节 向虚拟硬盘写入数据

• 虚拟硬盘的本质：文件
• 准备：
  • 向虚拟硬盘写入数据的软件：Vhd Writer
  • 汇编代码编写的程序（作用：通过汇编代码控制显卡，在屏幕上显示一串字符）
• 操作：
  • 运行Vhd Writer
  • 点击左下角选择虚拟硬盘文件，选中想要写入的虚拟硬盘，点击下一步，在数据文件对话框中选择准备好的汇编程序，点击下一步，点击写入文件，看到提示数据写入完成，本次共操作了一个扇区，点击完成。
  • 启动虚拟机(在虚拟机中创建的虚拟硬盘)

选择准备好的汇编程序，点击下一步，点击写入文件，看到提示数据写入完成，本次共操作了一个扇区，点击完成。

• 启动虚拟机(在虚拟机中创建的虚拟硬盘)

来源：CSDN

作者：、南、

链接：https://blog.csdn.net/Insist0224/article/details/103726148