30天自制操作系统：第三天

本文主要是介绍30天自制操作系统：第三天，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

对第二天代码进行了修改，只打印hello ,uos没一点意思。

读取磁盘上10个柱面的1-18个扇区，（目前ssd已经没有柱面这个概念了）。读出来的数据放入内存0x8200起始的地方。

启动区放在0x8000内存扇区中。为什么要放在0x8000以后的内存中的呢？　只是因为这块内存没有用而已。

为什么要将启动程序(img的0扇区)放在0x7c00处？　这是ibm规定的。

向一个空软盘保存文件时：

​ 1.文件名会写在0x002600以后的地方。

​ 2.文件内容会写在0x004200以后的地方。

所以若想启动位于0x004200的程序，就得让引导程序运行完成后跳转到0x8000+0x4200＝0xc200处。

作者这一块写的很混乱啊，咱们整理一下为啥是0xc200地址，看下图：

bios会把磁盘0位置的内容拷贝到内存0x7c00这个位置然后跳过去执行，
也就是把A拷贝到了内存，然后执行A
A会把磁盘后面的内容从内存0x8200开始拷贝
这样的话磁盘0x4200位置就会对应到内存0xC200
一个扇区512字节，十六进制表示就是0x200

程序的执行情况：

1.bios读取磁盘0扇区到0x7c00处。

2.bios跳转到0x7c00处开始执行,该处为ipl10.nas程序，该程序功能为加载磁盘[1-最后]扇区到内存的0x8200处。并跳转到0xc200处执行。

3.0xc200处为asmhead.nas程序，该程序功能为，调用显卡bios，设置画面模式，调用操作系统代码。

4.操作系统代码目前就一个功能就是让cpu睡眠，开始进入c程序。

下面根据功能修改代码：

1.修改ipl.nas

ipl10.nas：

; haribote-ipl
; TAB=4CYLS	EQU		10				; 声明CYLS=10ORG		0x7c00			; 指明程序装载地址; 标准FAT12格式软盘专用的代码 Stand FAT12 format floppy codeJMP		entryDB		0x90DB		"HARIBOTE"		; 启动扇区名称（8字节）DW		512				; 每个扇区（sector）大小（必须512字节）DB		1				; 簇（cluster）大小（必须为1个扇区）DW		1				; FAT起始位置（一般为第一个扇区）DB		2				; FAT个数（必须为2）DW		224				; 根目录大小（一般为224项）DW		2880			; 该磁盘大小（必须为2880扇区1440*1024/512）DB		0xf0			; 磁盘类型（必须为0xf0）DW		9				; FAT的长度（必??9扇区）DW		18				; 一个磁道（track）有几个扇区（必须为18）DW		2				; 磁头数（必??2）DD		0				; 不使用分区，必须是0DD		2880			; 重写一次磁盘大小DB		0,0,0x29		; 意义不明（固定）DD		0xffffffff		; （可能是）卷标号码DB		"HARIBOTEOS "	; 磁盘的名称（必须为11字?，不足填空格）DB		"FAT12   "		; 磁盘格式名称（必??8字?，不足填空格）RESB	18				; 先空出18字节; 程序主体entry:MOV		AX,0			; 初始化寄存器MOV		SS,AXMOV		SP,0x7c00MOV		DS,AX; 读取磁盘MOV		AX,0x0820MOV		ES,AXMOV		CH,0			; 柱面0MOV		DH,0			; 磁头0MOV		CL,2			; 扇区2readloop:MOV		SI,0			; 记录失败次数寄存器retry:MOV		AH,0x02			; AH=0x02 : 读入磁盘MOV		AL,1			; 1个扇区MOV		BX,0MOV		DL,0x00			; A驱动器INT		0x13			; 调用磁盘BIOSJNC		next			; 没出错则跳转到nextADD		SI,1			; 往SI加1CMP		SI,5			; 比较SI与5JAE		error			; SI >= 5 跳转到errorMOV		AH,0x00MOV		DL,0x00			; A驱动器INT		0x13			; 重置驱动器JMP		retry
next:MOV		AX,ES			; 把内存地址后移0x200（512/16十六进制转换）ADD		AX,0x0020MOV		ES,AX			; ADD ES,0x020因为没有ADD ES，只能通过AX进行ADD		CL,1			; 往CL里面加1CMP		CL,18			; 比较CL与18JBE		readloop		; CL <= 18 跳转到readloopMOV		CL,1ADD		DH,1CMP		DH,2JB		readloop		; DH < 2 跳转到readloopMOV		DH,0ADD		CH,1CMP		CH,CYLSJB		readloop		; CH < CYLS 跳转到readloop; 读取完毕，跳转到haribote.sys执行！MOV		[0x0ff0],CH		; 记下IPL读到哪里了JMP		0xc200error:MOV		SI,msgputloop:MOV		AL,[SI]ADD		SI,1			; 给SI加1CMP		AL,0JE		finMOV		AH,0x0e			; 显示一个文字MOV		BX,15			; 指定字符颜色INT		0x10			; 调用显卡BIOSJMP		putloopfin:HLT						; 让CPU停止，等待指令JMP		fin				; 无限循环msg:DB		0x0a, 0x0a		; 换行两次DB		"load error"DB		0x0a			; 换行DB		0RESB	0x7dfe-$		; 填写0x00直到0x001feDB		0x55, 0xaa

我们在使用段寄存器时，以ES:BX这种方式表示地址，写成"MOV AL, [ES:BX]"她代表ES×16+BX内存地址。

2.修改asmhead.nas

; haribote-os boot asm
; TAB=4;一些定义
BOTPAK	EQU		0x00280000		; bootpack�̃��[�h��
DSKCAC	EQU		0x00100000		; �f�B�X�N�L���b�V���̏ꏊ
DSKCAC0	EQU		0x00008000		; �f�B�X�N�L���b�V���̏ꏊ�i���A�����[�h�j; 有关BOOT_INFO
CYLS	EQU		0x0ff0			; 设定启动区
LEDS	EQU		0x0ff1
VMODE	EQU		0x0ff2			; 该位置保存颜色数目的信息，颜色的位数。
SCRNX	EQU		0x0ff4			; 该位置保存 分辨率的x
SCRNY	EQU		0x0ff6			; 该位置保存 分辨率的y
VRAM	EQU		0x0ff8			; 图像缓冲区的开始地址。ORG		0xc200			; 这个程序需要装载到内存的什么地方呢。; 画面设定MOV		AL,0x13			; VGA显卡，320*320*8位彩色，调色板模式。MOV		AH,0x00INT		0x10			;调用显卡bios的函数，切换显示模式。MOV		BYTE [VMODE],8	; 将画面模式信息保存到这些内存地址中。MOV		WORD [SCRNX],320MOV		WORD [SCRNY],200MOV		DWORD [VRAM],0x000a0000		
;VRAM指的时显卡内存，也就是用来显示画面的内存。这一块内存地址都对应着画面上的像素。
;VRAM在0xa0000~0xaffff之间的64kb。 VRAM分布在内存分布图中的好几个不同的地方。; 用bios取得键盘上各种led灯的状态。MOV		AH,0x02INT		0x16 			; keyboard BIOSMOV		[LEDS],AL;=====================================后边的留以后再看,这块时调用bootpack.c程序的======================
; 防止PIC接受所有中断
;	AT兼容机的规范、PIC初始化
;	然后之前在CLI不做任何事就挂起
;	PIC在同意后初始化MOV		AL,0xffOUT		0x21,ALNOP						; ; 不断执行OUT指令OUT		0xa1,ALCLI						;进一步中断CPU; ; 让CPU支持1M以上内存、设置A20GATECALL	waitkbdoutMOV		AL,0xd1OUT		0x64,ALCALL	waitkbdoutMOV		AL,0xdf			; enable A20OUT		0x60,ALCALL	waitkbdout; 保护模式转换[INSTRSET "i486p"]				; 说明使用486指令LGDT	[GDTR0]			;设置临时GDTMOV		EAX,CR0AND		EAX,0x7fffffff	; 使用bit31（禁用分页）OR		EAX,0x00000001	; bit0到1转换（保护模式过渡）MOV		CR0,EAXJMP		pipelineflush
pipelineflush:MOV		AX,1*8			;  写32bit的段MOV		DS,AXMOV		ES,AXMOV		FS,AXMOV		GS,AXMOV		SS,AX;bootpack传递MOV		ESI,bootpack	; 源MOV		EDI,BOTPAK		; 目标MOV		ECX,512*1024/4CALL	memcpy; 传输磁盘数据; 从引导区开始MOV		ESI,0x7c00		; 源MOV		EDI,DSKCAC		; 目标MOV		ECX,512/4CALL	memcpy; 剩余的全部MOV		ESI,DSKCAC0+512	; 源MOV		EDI,DSKCAC+512	; 目标MOV		ECX,0MOV		CL,BYTE [CYLS]IMUL	ECX,512*18*2/4	; 除以4得到字节数SUB		ECX,512/4		; IPL偏移量CALL	memcpy; 由于还需要asmhead才能完成
; 完成其余的bootpack任务; bootpack启动MOV		EBX,BOTPAKMOV		ECX,[EBX+16]ADD		ECX,3			; ECX += 3;SHR		ECX,2			; ECX /= 4;JZ		skip			; 传输完成MOV		ESI,[EBX+20]	; 源ADD		ESI,EBXMOV		EDI,[EBX+12]	; 目标CALL	memcpy
skip:MOV		ESP,[EBX+12]	; 堆栈的初始化JMP		DWORD 2*8:0x0000001bwaitkbdout:IN		 AL,0x64AND		 AL,0x02JNZ		waitkbdout		; AND结果不为0跳转到waitkbdoutRETmemcpy:MOV		EAX,[ESI]ADD		ESI,4MOV		[EDI],EAXADD		EDI,4SUB		ECX,1JNZ		memcpy			; 运算结果不为0跳转到memcpyRET
; memcpy地址前缀大小ALIGNB	16
GDT0:RESB	8				; 初始值DW		0xffff,0x0000,0x9200,0x00cf	; 写32bit位段寄存器DW		0xffff,0x0000,0x9a28,0x0047	; 可执行的文件的32bit寄存器（bootpack用）DW		0
GDTR0:DW		8*3-1DD		GDT0ALIGNB	16
bootpack:

3.加入bootpack.c操作系统代码

这个操作系统实现了一个最简单的功能：让cpu睡眠

void io_hlt(void);void HariMain(void)
{fin:io_hlt(); /* 执行naskfunc.nas里边的_io_hlt()函数。 */goto fin;}

4.加入naskfunc.nas

加入这个文件是因为c程序不能调用HLT指令，所以使用c程序调用汇编程序，在汇编程序中用HLT让cpu睡眠。

; naskfunc
; TAB=4[FORMAT "WCOFF"]				; 制作目标文件的模式	
[BITS 32]						; 制作32位模式用的机器语言; 制作目标文件的信息。
[FILE "naskfunc.nas"]			; 源文件名信息GLOBAL	_io_hlt			; 程序中包含的函数名;实际的函数[SECTION .text]		;目标中间中写了这些之后再写程序_io_hlt:	; void io_hlt(void); 这个函数只执行了一个HLT命令，让cpu睡眠。HLTRET

5.运行结果

本文代码下载地址：https://download.csdn.net/download/u011164819/12981508

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