一. 操作系统概述
L1. 什么是操作系统
操作系统是计算机硬件与应用之间的一层软件，它方便我们使用并高效地使用硬件。它的硬件管理功能包括：
- CPU管理
- 内存管理
- 终端管理
- 磁盘管理
- 文件管理
- 网络管理
- 电源管理
- 多核管理
学习操作系统的3个层次：
- 从应用程序出发探到操作系统
- 使用操作系统的接口
- 显示器(printf)、CPU(fork)、文件(open、read)等
- 从应用程序出发进入操作系统
- 一段文字是如何写到磁盘上的
- 从硬件出发设计并实现操作系统
- 给一个板子，能够配出操作系统
二. 操作系统引导
L2. 揭开操作系统的面纱
图灵机模拟人在白纸上读写和思考的过程，是一种可以完成特定任务的抽象机器。将任务的步骤作为数据输入给图灵机，图灵机可以根据不同的步骤完成不同的任务，这样就得到了通用图灵机。计算机就是通用图灵机的一种具体实现。
冯诺依曼提出了存储程序思想，即将程序和数据保存到内存中，计算机在在程序的控制下一步步进行处理。
计算机的五大组成部件：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。
计算机工作的过程简单说就是“取址执行”。
计算机刚打开时，IP是什么？
对于X86 PC，开机时CPU处于实模式，此模式下CPU寻址空间为1MB。此时CS=0xFFFF，IP=0x0000，物理地址为0xFFFF0，即ROM BIOS映射区的起始地址，于是进入BIOS中。
BIOS负责RAM、键盘、显示器、软硬盘等，并将磁盘的0磁道0扇区（即引导扇区）处的512个字节读到0x7C00处，并设置CS=0x07C0，IP=0x0000。于是接下来开始执行引导扇区的512KB的代码。
引导扇区存放着开机后第一段我们可以控制的代码，即bootsect.s。
// BOOTSEG = 0x07c0
// INITSEG = 0x9000
// SETUPSEG = 0x9020
start:
mov ax, #BOOTSEG
mov ds, ax // ds = 0x07c0
mov ax, #INITSEG
mov es, ax // ds = 0x9000
mov cx, #256
sub si, si
sub di, di
rep movw
// 以上代码，将`0x7C00`处的256个字移动到`0x90000`处，即将bootsect.s移动到了`0x90000`处。
jmpi go, INITSEG // 实际就是跳到go，不过是移动后的go处
// 执行完毕后，CS=INITSEG, ip=go
go:
mov ax, cs // cs = 0x9000
mov ds, ax
mov es, ax
mov ss, ax
mov sp, #0xff00
load_setup:
mov dx, #0x0000
mov cx, #0x0002
mov bx, #0x0200
mov ax, #0x0200+SETUPLEN // SETUPLEN = 4
int 0x13 // BIOS读磁盘扇区终端
// 以上代码，将磁盘第2、3、4、5共四个扇区(即setup)的内容，读到90200处，即紧挨着引导程序的位置。
jnc ok_load_setup
mov dx, #0x0000
mov ax, #0x0000 // 复位
int 0x13
j load_setup // 重读
ok_load_setup:
// 略去在屏幕上显示Loading...
mov ax, #SYSSEG // SYSSEG = 0x1000
mov es, ax
call read_it // 读入system模块
jmpi 0, SETUPSEG // 转入90200，执行setup.s
read_it:
mov ax, es
cmp ax, #ENDSEG
jb ok1_read
ret
ok1_read:
mov ax, sectors
sub ax, sread
call read_track // 读磁道...
在引导扇区的末尾，BIOS用以识别引导扇区：
.org 510
.word 0xAA55 // 扇区的最后两个字节
总结：boot的工作包括读setup、打印启动画面、读system，然后将执行权交给setup。
L3. 操作系统启动
setup.s用以完成OS启动前的设置。