操作系统-从零开始编写

17 Nov 2024

• 教程：https://github.com/ruiers/os-tutorial-cn

01-引导扇区

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02-引导打印

mov ah, 0x0e      ; 设置功能号为 0x0E，TTY 模式输出字符
mov al, 'H'       ; 将字符 'H' 的 ASCII 码加载到 AL 寄存器
int 0x10          ; 调用 BIOS 中断 0x10，显示字符
mov al, 'e'
int 0x10
mov al, 'l'
int 0x10
int 0x10 ; 'l' is still on al, remember?
mov al, 'o'
int 0x10

jmp $ ; jump to current address = infinite loop

; padding and magic number
times 510 - ($-$$) db 0
dw 0xaa55

• 输出字符到屏幕

  • AH = 0x0E：表示调用 BIOS 的 0x10 中断，用于显示字符（TTY 模式）。
  • AL：要显示的字符存储在 AL 寄存器中。
  • int 0x10：BIOS 提供的显示服务中断。0x10 是视频服务的功能号。
  • 每调用一次 int 0x10，就会将 AL 中的字符显示在屏幕上。

• 显示 “Hello”

  mov al, 'e'
  int 0x10          ; 显示 'e'
  
  mov al, 'l'
  int 0x10          ; 显示 'l'
  
  int 0x10          ; 再次显示 'l'，因为 AL 仍然是 'l'
  
  mov al, 'o'
  int 0x10          ; 显示 'o'
  

  • 这几行代码逐步将 “Hello” 的每个字符显示在屏幕上。
  • 第一次显示 ‘l’ 后，未修改 AL，直接再次调用 int 0x10 会再次显示 ‘l’。

• 无限循环

  jmp $ ; $ 表示当前地址，跳转到自身 = 无限循环
  

• 填充和魔术数字

  times 510 - ($-$$) db 0
  dw 0xaa55
  

  • times 指令：用于填充字节到指定长度。$：表示当前地址。$$：表示文件的起始地址。$-$$：表示当前代码(已经写的)的大小。times 510 - ($-$$) db 0：将文件填充到 510 字节（一个扇区的大小为 512 字节，保留最后的 2 字节给魔术数字）。填充内容为 0。
  • dw 0xaa55：定义双字（2 字节）的值 0xAA55。0xAA55 是启动扇区的魔术数字，BIOS 通过检查这个值来判断该扇区是否是一个有效的启动扇区。如果最后两字节不是 0xAA55，BIOS 会认为这个扇区不可引导。

代码执行流程

1. BIOS 加载扇区：BIOS 在启动时，会读取磁盘的第一个扇区（512 字节）到内存的 0x7C00 地址。检查最后两字节是否为 0xAA55，如果是，则跳转到加载地址执行。
2. 显示 “Hello”：程序通过调用 int 0x10 的功能号 0x0E，逐字输出 “Hello”。
3. 进入无限循环：程序最后通过 jmp $ 进入无限循环，防止后续执行未知指令。

补充知识

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times 指令，NASM 汇编器中的伪指令，用于重复生成指定数量的指令或数据。

times <count> <value>

• $ 和 $$ 符号

  • $：表示当前地址。
  • $$：表示当前段的起始地址（通常是文件或代码段的开始位置）。
  • $ - $$：计算从段的起始地址到当前地址的偏移量，表示当前代码的大小。

• db 0

  • db（Define Byte）：定义一个字节。
  • db 0：定义一个值为 0 的字节。
  • 在这里，db 0 用作填充值，填充代码区域未使用的部分。