在过去的三个月内，本人根据《linux内核设计的艺术》和《linux0.11内核完全注释》细读了linux-0.11源码中的大部分内容，最近开始研究清华大学的操作系统实验课中的ucore源代码，因此希望将自己的所思所想分享给大家，也欢迎大家一起来交流探讨。
当我们按下开机按钮时，电脑是怎么开始执行第一条指令的？
①梦回40年前，当时的intel公司生产了一个16位的微处理器芯片8086，它是x86体系架构的鼻祖。但是，8086设计时为了满足当时的寻址要求1MB(个人认为可能当时的内存条最大为1MB)，它的地址总线为20位，最大可寻址1MB空间，而数据总线为16位，寄存器也只能存16位的数据，为了填补这4位的差距，intel工程师想出了一个好的方法。一个寄存器存不下，那我用两个寄存器不就行了吗?当时他们的想法是将地址空间分段，因此段寄存器(CS、SS、DS、ES)应运而生，这些寄存器存的是段的基址，我们都知道CPU执行指令是通过CS:IP来执行的，但在当时CS和IP都是16位的，所以intel规定CS:IP=CS<<4+IP，来满足20位寻址。
背景大概就是这么多了，当时intel公司规定在开机启动后，CPU运行在实模式，根据CS:IP来执行指令，那时候通过硬件逻辑已经将CS写死为0xF000，IP写死为0xFFF0，也就是说只要你开机或断电重启，CPU就会执行0xF000:0xFFF0这个地址里面的指令。按照intel规定，CS:IP=0xFFFF0存放了一条指令”jmp F000:E05B”，按照那么这条指令位于哪个存储设备里面呢?是不是最常见的内存呢？
②在8086生产大约7年后，intel新一代32位的微处理器芯片80386开始问世。此时地址总线和数据总线都是32位，为了向下兼容，体系一脉传承，EIP为32为，而其CS、SS、DE、ES仍然设置为16位(程序员可见部分)，此时段寄存器存放的都是段选择子，段基址和限长等信息都存储在影子寄存器中(程序员不可见部分)，这时通过硬件逻辑将CS写死为0xF000，EIP写死为0x0000FFF0，CS的影子寄存器（存放段基址）写死为0xFFFF0000，CPU按照段基址:偏移的执行方式来执行指令，因此intel工程师在0xFFFF0000+0x0000FFF0的地址处存放了一条指令”jmp F000:E05B”，这条指令执行完后，根据IA32中实模式下跳转指令的说明，CS会被设置为0xF000，EIP被设置为0x0000E05B，而实模式下段基地址计算公式CS base address=CS segment selector * 16=0x000F0000(存放在影子寄存器中)，段基址:偏移=0x000F0000+0x0000E05B=0x000FE05B，和8086执行代码移一致。
“Jmp F000:E05B”存放在哪个存储设备里面?------------>地址空间映射
80386的地址空间映射：
根据上图，我们可以看到0xFFFFFFF0中的地址和0xFE05B的地址都映射到BIOS的地址空间中，所以开机启动后的第一条指令位于BIOS中，首先执行BIOS代码，而不是操作系统的代码，现在的BIOS功能比较完全，在windows系统开机时，你是不是按过F1类似的键进入BIOS系统界面？
总而言之，CPU访问的是物理地址空间中的地址(位于其地址总线上)，然后该地址映射到外部设备上的地址空间(内存、显卡、BIOS等)，取出该地址下的指令送回CPU执行。
IA32中关于第一条指令的说明：
参考:
- https://www.cnblogs.com/wudibuzaijia/p/8512712.html
- https://chyyuu.gitbooks.io/ucore_os_docs/content/lab1/lab1_3_1_bios_booting.html
- IA-32手册
- 《Linux内核设计的艺术》
- 《linux0.11内核完全注释》