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2019-05-28 | UNLOCK

2019-5-28-自己动手写操作系统(1)

前言

期末了，学校的操作系统课需要提交课程设计，想想这学期课程做的五个实验，dhcp、dns、web、ftp、email服务器搭建，实在不知道学校在教什么，所以决定自学写一个操作系统，自己写一个操作系统应该也是很多新手程序员的浪漫理想吧，接下来就是针对《自己动手写操作系统》的学习笔记，全书分为7章。

第一天：第一章-马上动手写一个最小的“操作系统”

开发环境：
win10
VM14+ubuntu16.04

之后是实验步骤

1、准备汇编编译器编译 nasm

sudo apt-get install nasm

2、编译boot.asm

在windows上用notepad++直接写一个boot.asm然后复制到ubuntu中（懒得安装中文输入法了）

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	org 07c00h			;告速编译器程序加载到7c00处
	mov ax,cs
	mov ds,ax
	mov es,ax
	call DispStr		;调用显示字符串例程
	jmp $				;无限循环,$表示当前地址,也就是jmp $的地址，这一步能防止代码进入数据区
DispStr:
	mov ax,BootMessage
	mov bp,ax			;es:bp = 串地址
	mov cx,16			;cx = 串长度
	mov ax,01301h		;ah = 13, al = 01h
	mov bx,000ch		;页号为0(bh = 0)黑底红字(b1=0Ch,高亮)
	mov dl,0
	int 10h				;10h 号中断
	ret
BootMessage:		db	"Hello, OS world!"
times 510-($-$$)	db	0		;填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节
								;$$表示当前节(section)起始地址
								;在这个只有一节的程序中就是org 07c00h的地址
								;所以$$-$就是该段程序从起始到time 510-($-$$)的长度
								;加上最后的dw 0xaa55就是512字节
dw 0xaa55						;结束标志

然后编译

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nasm boot.asm -o boot.bin

3、制作软盘（系统启动盘）

空白软盘 这种上古玩意大概只有老师才有了，如今可以使用dd命令制作虚拟软盘

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dd if=boot.bin of=boot.img

参数含义：
if=文件名：输入文件名，缺省为标准输入。即指定源文件。< if=input file >
of=文件名：输出文件名，缺省为标准输出。即指定目的文件。< of=output file >
更多参数可以参考https://www.cnblogs.com/jikexianfeng/p/6103500.html
将得到的boot.img从虚拟机复制到windows中

4、通过VM的空白虚拟机加载boot.img

在VM中创建空白的虚拟机，虚拟机类型我选择其它
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随后在设置中把cd/dvd和网络适配器的自动连接去掉
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之后添加软盘驱动器
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最后在使用软盘映像文件中选择boot.img
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打开虚拟机，实验成功！我们踏出了第一步
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在编译过程中可能遇到 label or instruction expected at start of line，基本是格式或者编码的问题，自己手打一遍代码，注意空格和tab是不一样的。

以上实验步骤参考了
https://blog.csdn.net/zashizhi3299/article/details/80870073 中的空白虚拟机加载虚拟软盘
https://blog.csdn.net/YuDale/article/details/65644241 中的虚拟软盘创建

关于boot.asm的汇编解析(int 10h)

BIOS的10H中断的13号中断用于显示字符串，参数为：

1、AH＝13H

2、AL＝显示方式

如果AL＝0，表示目标字符串仅仅包含字符，属性在BL中包含，不移动光标

如果AL＝1，表示目标字符串仅仅包含字符，属性在BL中包含，移动光标

如果AL＝2，表示目标字符串包含字符和属性，不移动光标

如果AL＝3，表示目标字符串包含字符和属性，移动光标

总之，可以归纳为：    

     ｜BIT7｜BIT6｜BIT5｜BIT4｜BIT3｜BIT2｜BIT1｜BIT0｜ AL

       BIT0为0表示不移动光标，为1表示移动光标

       BIT1为0表示字符串仅包含字符，为1表示字符串包含属性

       BIT2~BIT7未使用

3、BH表示视频区页数

4、如果AL的BIT1为0，则BL表示显示属性。属性为：

｜BIT7｜BIT6｜BIT5｜BIT4｜BIT3｜BIT2｜BIT1｜BIT0｜ BL

   BIT7：背景是否闪烁。0不闪烁，1闪烁

   BIT6~BIT4为背景色，分别为RGB，000为黑色，111为白色

   BIT3为1，则前景色加亮，为0则不加亮

   BIT2－BIT0为前景色，意义同背景色

5、CX为字符串长度

6、DH表示在第几行显示（0为第一行）

7、DL表示在第几列显示（0为第一列）

8、ES：BP指向字符串
参考自https://blog.csdn.net/pdcxs007/article/details/43378229

在王爽的《汇编语言》第三版第九章也有关于显示字符的实验，不过不是通过int 10h中断实现的，而是通过在内存地址B8000H-BFFFFH的空间内写入数据，这样会直接在屏幕上显示字符。

关于boot.asm的汇编解析(org 07c00h)

大部分程序是不需要org的，因为程序装载的时候通常会装载到xxxxH:0000H的位置，也就是偏移0
而org xxxx的含义是它告诉汇编器，把所有对内存的地址引用全都加上xxxx，这在程序被强制加载到非0000h偏移时很有用
一般编程不加org，因为程序默认加载地址的偏移就是0000h，可写引导扇区时，程序会被加载到0000段，偏移7c00，偏移不是0000，所以用org让所有的内存引用全都加上7c00h。于是，在引导扇区程序里，我们开头会看到这么一句 org 7c00h，因为汇编里十六进制要以数字开头，所以应该这么写org 07c00h。

参考自：https://blog.csdn.net/mirage1993/article/details/29908929

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