将已有的知识和方法重新消化，为大家建立好 “台阶”，在有限的时间里迅速 赶上数十年来建立起的学科体系**。**

1. 硬件和软件的桥梁

1.1 CPU Reset

<aside> 📖 Bare-metal 与程序员的约定

为了让计算机能运行任何我们的程序，一定存在软件/硬件的约定

• CPU reset 后，处理器处于某个确定的状态
  • PC 指针一般指向一段 memory-mapped ROM
    • ROM 存储了厂商提供的 firmware (固件)
  • 处理器的大部分特性处于关闭状态
    • 缓存、虚拟存储、……
• Firmware (固件，厂商提供的代码)
  • 将用户数据加载到内存
    • 例如存储介质上的第二级 loader (加载器)
    • 或者直接加载操作系统 (嵌入式系统) </aside>

<aside> 📖 x86 Family: CPU Reset

寄存器会有初始状态

• EIP = 0x0000fff0
• CR0 = 0x60000010
  • 16-bit 模式
  • 末尾的0代表PE: Proc Protection Enable，保护未打开，可以直接运行操作系统
• EFLAGS = 0x00000002
  • interrupt disabled </aside>

1.2 Firmware

在执行 CPU Reset 后：

1. 从 PC(CS:IP) 处取指、译码、执行
2. 从 Firmware处开始执行，0x0000fff0 一般是向 Firmware 的 jmp 指令

Firmware ⇒ 都是主板 / 主板上外插设备的软件抽象

Legacy BIOS (Basic I/O System)

<aside> 📖 约定

Firmware 必须提供机制，将用户数据载入内存

Legacy BIOS 把第一个可引导设备的第一个扇区 (512Bytes的Master Boot Record, MBR) 加载到物理内存的 7c00 位置

• 此时处理器处于 16-bit 模式
• 规定 CS:IP = 0x7c00, (R[CS] << 4) | R[IP] == 0x7c00
  • 可能性1： CS = 0x07c0, IP = 0
  • 可能性2： CS = 0, IP = 0x7c00
• 其他没有任何约束 </aside>

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

<aside> 📖 UEFI上的操作系统加载

标准化的加载流程

• 盘必须按 GPT (GUID Partition Table) 方式格式化
• 预留一个 FAT32 分区 (lsblk/fdisk 可以看到)
• Firmware 加载任意大小的 PE 可执行文件 .efi
  • 没有 legacy boot 512 字节限制
  • EFI 应用可以返回 firmware

更好的程序支持

• 设备驱动框架
• 更多的功能，例如 Secure Boot，只能启动 “信任” 的操作系统 </aside>

2. Abstract Machine

make -nB \\
  | grep -ve '^\\(\\#\\|echo\\|mkdir\\|make\\)' \\
  | sed "s#$AM_HOME#\\$AM_HOME#g" \\
  | sed "s#$PWD#.#g" \\
  | vim -

%s/ /\\r /g