自制操作系统（二） 让bootsector开机启动打印一首诗

qq：992591601 欢迎交流

2016-03-31作

2016-06-01、2016-06-27改

我总结了些基本原理：

1.软盘的第一个扇区为启动区

2.计算机读软盘是以512字节为单位来读写，所以第一个扇区为512字节

3.一张软盘1440KB，2880个扇区

4.第一扇区为启动区，加载操作系统用

5.启动区结束标志位55AA

一个简单的开机引导程序（这个算是很基本的了）：

; hello-os
; TAB=4

        ORG        0x7c00            ; bios 将程序加载到0x7c00 + 偏移地址执行

;以下，FAT12格式引导程序专用代码

        JMP        entry
        DB        0x90
        DB        "HELLOIPL"        ; name
        DW                        ; size of a sector(must be 512byte)
        DB                        ; size of a cluster(must be a sector)
        DW                        ; FAT begin from 1st sector
        DB                        ; FAT num
        DW                        ; size of root directory
        DW                    ; size of disk(2880 sectors)
        DB        0xf0            ; type of disk
        DW                        ; length of FAT(must be 9 sectors)
        DW                        ; how many sectors with a track
        DW                        ; head num
        DD                        ; 不使用分区
        DD                    ; size of disk(2880 sectors)
        DB        ,,0x29
        DD        0xffffffff
        DB        "HELLO-OS   "
        DB        "FAT12   "
        RESB                    ; 先空出18字节

; the main part of the program

entry:
        MOV        AX,
        MOV        SS,AX
        MOV        SP,0x7c00
        MOV        DS,AX
        MOV        ES,AX

        MOV        SI,msg
putloop:
        MOV        AL,[SI]
        ADD        SI,
        CMP        AL,
        JE        fin
        MOV        AH,0x0e
        MOV        BX,
        INT        0x10
        JMP        putloop
fin:
        HLT                        ; 让CPU停止，等待指令
        JMP        fin                ; 无限循环

msg:
        DB        0x0a, 0x0a
        DB        "hello, world"
        DB        0x0a
        DB        

        RESB    0x7dfe-$        ; 填写0x00直到0x7dfe，0x7dfe – 0x7c00 = 510

        DB        0x55, 0xaa      ;bootsector end mark

解析：

org 0x7c00;

告诉nask，在开始执行的时候，将这些机器语言指令装载到内存哪一部分。

org是伪指令，是给编译器来读的，而不是给计算机执行的，

另外，操作系统的引导区域，是被固定分配在0x00007c00 - 0x00007dff

mov si,msg;

msg是标号，本质是一个数字。而标号的计算是依靠之前的org指令。

mov al,[si];

将si所指向地址存储单元中的数据送给al。

虽然我们可以用寄存器来指定内存地址，但可以用作此用途的寄存器只有bx,bx,di,si。

cmp al,0; je fin;

if(al == 0)

{

goto fin;

}

int指令中断显示字符。不多说。

hlt指令，让cpu停止动作。

makefile的用法:

2016.06.01

我加入自己的思想写下这样代码

sonnos.asm

    org 07c00h
    CYLS EQU           

;以下，FAT12格式引导程序专用代码
    JMP       entry
    DB        0x90
    DB        "HELLOIPL"         ; name
    DW                        ; size of a sector(must be 512byte)
    DB                          ; size of a cluster(must be a sector)
    DW                          ; FAT begin from 1st sector
    DB                          ; FAT num
    DW                        ; size of root directory
    DW                       ; size of disk(2880 sectors)
    DB        0xf0               ; type of disk
    DW                          ; length of FAT(must be 9 sectors)
    DW                         ; how many sectors with a track
    DW                          ; head num
    DD                          ; 不使用分区
    DD                       ; size of disk(2880 sectors)
    DB        ,,0x29
    DD        0xffffffff
    DB        "HELLO-OS   "
    DB        "FAT12   "
    RESB                       ; 先空出18字节

entry:
    mov ax,
    mov ss,ax
    mov sp,0x7c00
    mov ds,ax

;read disk

    mov ax,0x0820
    mov es,ax
    mov ch,                     ;柱面0
    mov dh,                     ;磁头0
    mov cl,                     ;扇区2

readloop:
    mov si,                     ;记录失败次数

retry:
    mov ah,0x02                  ;ah=0x02:读入磁盘
    mov al,                     ;a sector
    mov bx,
    mov dl,0x00                  ;A驱动器
    int 0x13                     ;调用磁盘bios
    jnc next                     ;没出错跳转next
    add si,
    cmp si,                     ;大于则跳转
    jae error
    mov ah,0x00
    mov dl,0x00
    int 0x13                     ;重置驱动器
    jmp retry

next:
    mov ax,es
    add ax,0x0020
    mov es,ax
    add cl,
    cmp cl,
    jbe readloop                 ; if cl <= 18 readloopへ
    mov  cl,
    add  dh,
    cmp dh,
    jb readloop                  ; if dh < 2 readloopへ
    mov dh,
    add ch,
    cmp ch,CYLS
    jb  readloop                 ; if ch < CYLS readloopへ

    mov ax,cs                   ; print poem
    mov ds,ax
    mov es,ax
    call PrintStr
    ;jmp $

; 读完软盘后从C language开始执行

    mov  [0x0ff0],ch
    jmp   0xc200

error:
    mov  si,msg

PrintStr:
    mov ax,BootPoem
    mov bp,ax
    mov cx,
    mov ax,01301h
    mov bx,00009h
    mov dh,
    mov dl,
    int 10h
    ret

msg:
    db  0x0a, 0x0a
    db  "load error"
    db   0x0a
    db   

BootPoem:
    db "Hold fast to dreams"
    db 0x0a
    db "For if dreams die"
    db 0x0a
    db "Life is a broken-winged bird "
    db 0x0a
    db "That can never fly"
    db 0x0a
    db "Hold fast to dreams"
    db 0x0a
    db "For when dreams go"
    db 0x0a
    db "Life is a barren field"
    db 0x0a
    db "Frozen only with snow"
    db 0x0a

    times -($-$$) db         ; 接下来510字节写0
    dw 0xaa55                    ; 最后一个字0xaa55是引导程序结束标志

1，实现开机引导后，屏幕蓝色字体打印一首英文诗歌

2，使用nasm编译器，不像书中使用自制的nask

default :
    ../z_tools/make.exe img

sonnos.bin : sonnos.asm Makefile
    ../z_tools/nasm.exe sonnos.asm -o sonnos.bin

helloos.img : sonnos.bin Makefile
    ../z_tools/edimg.exe   imgin:../z_tools/fdimg0at.tek \
        wbinimg src:sonnos.bin len: from: to:   imgout:helloos.img

asm :
    ../z_tools/make.exe -r sonnos.bin

img :
    ../z_tools/make.exe -r helloos.img

run :
    ../z_tools/make.exe img
    copy helloos.img ..\z_tools\qemu\fdimage0.bin
    ../z_tools/make.exe -C ../z_tools/qemu

install :
    ../z_tools/make.exe img
    ../z_tools/imgtol.com w a: helloos.img

clean :
    -del sonnos.bin

src_only :
    ../z_tools/make.exe clean
    -del helloos.img