本章主要讲解BSP的初始化过程，对应的代码为mbr.asm。

系统加电启动后，BIOS进行必要的初始化，并将硬盘的0扇区512字节的数据搬运到内存地址0x7c00处。之后，BSP的IP被置为0x7c00，开始运行。

初始化代码mbr.asm将顺序执行以下功能：

1. 正确设置sp指针，保障函数调用的成功

2. 利用BIOS中断，让CPU进入图形化模式

3. 在全局GDT表中，安装正确的代码段和数据段

4. 打开A20并设置CR0的PE位，使BSP进入32位保护模式

5. 将BSP的32位保护模式下的执行代码，从硬盘的逻辑扇区2读取到内存的0x16000处

6. 初始化BSP的页目录和页表

7. 进行虚拟地址映射，将BSP的代码段从低地址段映射到2G以上

8. 设置CR3寄存器指向页目录

9. 映射GDT段的虚拟地址到2G以上

10. 设置CR0寄存器，启动分页机制

11. 重新调整BSP的esp堆栈指针

12. 跳转到BSP真正的执行代码处（0x80016000），开始执行

下面，我们将对mbr.asm代码进行详细解释。

2.1 设置图形模式

整个代码段的起始地址为0x7c00。数据段段地址置为0，堆栈段段地址设为跟CS相同，同时栈指针指向0x7c00。堆栈指针默认向低地址移动，设置为0x7c00不会覆盖0x7c00之上的执行代码。

临时打开系统中断功能，通过BIOS的0x10号中断将系统设置成模式号为0x14C的VBE图形模式。该图形模式使用线性帧缓存区模式，分辨率1152×864，32位色。设置完成后先关闭系统中断功能，防止不明中断造成宕机。

2.2 进入32位保护模式

GDT段段地址已经在mbr.asm的下方初始化为gdt_global_addr（0x1000）。在这里，将GDT段段地址先赋予eax（实模式下可以使用32位通用寄存器），跳过GDT的0描述符（该描述符不被使用），设置描述符1为代码段。

GDT描述符格式

对于描述符1，低32位写入0x0000ffff，表示：

• 段基址（16~0）为0；

• 段界限（16~0）为0x0ffff。

高32位写入0x00cf9800，表示：

• 段基址（31~24）为0；

• 段以4K为单位；

• 段界限（19~16）为0x0f；（20位段界限为全1，单位4K，表示该段为4G大小）

• 段存在；

• 段的权限为0；

• 段类型为只执行的代码段；

• 段基址（23~16）为0。

接着设置描述符2为数据段。对于描述符2，低32位写入0x0000ffff，表示：

• 段基址（16~0）为0；

• 段界限（16~0）为0x0ffff。

高32位写入0x00cf9200，表示：

• 段基址（31~24）为0；

• 段以4K为单位；

• 段界限（19~16）为0x0f；（20位段界限为全1，单位4K，表示该段为4G大小）

• 段存在；

• 段的权限为0；

• 段类型为可读写数据段；

• 段基址（23~16）为0。

GDT段长度写入23，表明段中已有3个描述符（GDT段长度=描述符个数×8-1）。

最后将GDT段加载到GDT寄存器。

到此，BSP使用的代码段和数据段都已经加载到GDT段。

通过读写0x92号端口的方式打开第20号地址线（A20），之后，将CR0控制器的第0位置1启动保护模式。之后使用远跳转指令，CS加载GDT中第1号描述符（代码段），进入32位保护模式。

2.3 启动页式管理机制

此处通过[bits 32]来标明下面的代码已进入32位保护模式。各段寄存器统一加载GDT中的描述符2：数据段描述符。重置esp指针。

将BSP后续的执行代码从硬盘2号扇区开始，拷贝到地址0x16000处，连续拷贝16个扇区，共8K字节。

下面，初始化BSP的页目录和页表。

页目录页地址为0x00003000。先让页目录页的最后一项指向页目录自己，使之后的守护线程在更新页目录或页表时方便操作。如虚拟地址0x FFC0 0000（二进制 1111111111 0000000000 000000000000），指向页目录第0号页表的地址0。

页目录地址在写入页目录之前或上0x3，表示该页可读写，同时已存在。

初始化页表0。页表0的地址为0x00004000。这里是将从0x0地址开始的前1024页内存写入页表0，表示从0x0开始的前4M内存被映射到虚拟地址0x0~0x3FFFFF，且这些地址都可读写。

第0x380号页表对应地址为0x00005000。这一段的操作是将0xE0000000~0xE00FFFFF（4M）这一片区域的内存映射到虚拟地址0xE0000000~0xE00FFFFF，这4M内存是VBE图形缓存帧内存，在界面上画图就是对这块地址区域进行操作。该内存区域的起始地址0xE0000000对应二进制前10位为11100000 00，也就是为页目录的第0x380项。

第0x3BF号页表的地址为0x00006000。这一段操作是将0xFEC00000~0xFEEFFFFF（3M）这一片区域的内存映射到虚拟地址0xFEC00000~0xFEEFFFFF，这3M内存对应APIC的各类寄存器。APIC为高级可编程中断控制器，我们的对系统中断的配置都将通过APIC来实现。APIC的内存区域的起始地址0xFEC00000对应二进制前10位为001111111011，为页目录的第0x3FB项。

将页目录的第0项和第0x800项都指向页表0，这表示0x0~0x3FFFFF这4M的内存既可以通过虚拟地址0x0~0x3FFFFF，也可以通过虚拟地址0x80000000~0x803FFFFF来访问。

将第0x380号页表写入页目录。（0x380×4=0xE00）

将第0x3BF号页表写入页目录。（0x3BF×4=0xFEC）

到此，BSP的页目录、页表都已就绪。

将页目录地址写入CR3控制器。

调整GDT段的基地址，虚拟地址更改为0x80001000。在守护线程的操作中，所有地址都将在2G以上。

CR0控制器的最高位置1，正式启动页式管理。

2.4 跳转到BSP后续代码继续执行

将BSP使用的esp修改到0x80018000页的顶部。

跳转到0x80016000执行BSP后面的代码。

mbr.asm后面的read_hard_disk_0函数主要用于读取硬盘扇区，这里就不详细介绍了。可参考该文章如下：https://blog.csdn.net/scyatcs/article/details/82770853

mrb.asm源代码下载地址：https://download.csdn.net/download/hanspruce_bird/87502143

头文件源代码下载地址：https://download.csdn.net/download/hanspruce_bird/87502152