计算机体系结构基础(第3版)
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第7章 计算机系统启动过程分析

前面章节主要从计算机硬件的角度对构成计算机系统的各个主要部分进行了介绍。为了描述计算机硬件系统各部分之间的相互关系,本章将对计算机从开机到点亮屏幕,接收键盘输入,再到引导并启动整个操作系统的具体过程进行探讨。与本书其他章节一样,本章基于LoongArch架构进行介绍,具体则以龙芯3号处理器的启动过程为例。

无论采用何种指令系统的处理器,复位后的第一条指令都会从一个预先定义的特定地址取回。处理器的执行就从这条指令开始。处理器的启动过程,实际上就是一个特定程序的执行过程。这个程序我们称之为固件,又称为BIOS(Basic Input Output System,基本输入输出系统)。对于LoongArch,处理器复位后的第一条指令将固定从地址0x1C000000的位置获取。这个地址需要对应一个能够给处理器核提供指令的设备,这个设备以前是各种ROM,现在通常是闪存(Flash)。从获取第一条指令开始,计算机系统的启动过程也就开始了。

为了使计算机达到一个最终可控和可用的状态,在启动过程中,需要对包括处理器核、内存、外设等在内的各个部分分别进行初始化,再对必要的外设进行驱动管理。本章的后续内容将对这些具体工作进行讨论。