【写一个操作系统】1—hello world重出江湖

目的

开发一个，基于底层硬件的helloworld小程序.

第一阶段：利用二进制编辑器实现

先下载了一个二进制编辑器软件Bz.exe¹，创建一个helloos.img镜像文件，制作软盘镜像文件（通过这二进制编辑器），实际上C语句被其他程序转化为一系列的低级机器语言指令，这些指令再按照可执行目标程序的格式打包好，并以二进制磁盘文件的形式存放起来，我们是直接写了这个二进制文件，将此文件写入电脑，可以用来显示helloworld小程序。步骤如下：

• 按照教程在Bz上编写一个helloos.img镜像文件
• 将教程附带的toolset文件夹整个复制到另一个的文件夹下面
• 在toolset文件夹下建立一个新的文件夹gq_helloos
• 将编写好的helloos.img添加至gq_helloos中
• 将toolset文件中z_new_w文件夹下的!cons_nt.bat添加在新文件夹中
• 在gq_helloos中创建一个文件命名为run.bat，编辑文件内容为：

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

• 同样，再在gq_helloos中创建一个文件命名为install.bat,编辑文件内容为：

..\z_tools\imgtol.com w a: helloos.img

（.bat后缀为批处理文件格式，批处理文件是无格式的文本文件，它包含的是一些命令的代码，在命令提示下输入批处理文件名字或者双击批处理文件都会，按照文件中命令的顺序来执行命令。相当于一个集合了命令集的文件。）

• 接下来就是将这个程序装在软盘上了，万一没钱买不起软盘怎么办？那就用模拟器吧，这里使用的模拟器是QEMU，教程已经把QEMU放在在文件..\z_tools\qemu中，使用时只要打开命令窗口，等一下！命令窗口怎么打开（黑人问号？？？），只要双击666之前添加的!cons_nt.bat就可以打开命令窗口了，然后在命令行窗口中输入"run"指令就可以了。

相当于run.bat中的内容就是"run"指令，在命令窗口中输入"run"就是调用了run.bat中的指令，从而开始运行程序

• 下面就是调用QEMU模拟器显示的内容，一个hello,world
  

第二阶段：使用汇编语言编写

接下来使用汇编语言来写这个程序，上一步构建的gq_helloos文件夹中进行修改

• 先删除之前写好的helloos.img镜像文件（但程序最后的运行还是需要镜像文件，下面会利用汇编文件生成镜像文件的）
• 创建汇编文件helloos.nas，编写内容为：

	DB	0xeb, 0x4e, 0x90, 0x48, 0x45, 0x4c, 0x4c, 0x4fDB	0x49, 0x50, 0x4c, 0x00, 0x02, 0x01, 0x01, 0x00DB	0x02, 0xe0, 0x00, 0x40, 0x0b, 0xf0, 0x09, 0x00DB	0x12, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00DB	0x40, 0x0b, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x29, 0xffDB	0xff, 0xff, 0xff, 0x48, 0x45, 0x4c, 0x4c, 0x4fDB	0x2d, 0x4f, 0x53, 0x20, 0x20, 0x20, 0x46, 0x41DB	0x54, 0x31, 0x32, 0x20, 0x20, 0x20, 0x00, 0x00RESB	16DB	0xb8, 0x00, 0x00, 0x8e, 0xd0, 0xbc, 0x00, 0x7cDB	0x8e, 0xd8, 0x8e, 0xc0, 0xbe, 0x74, 0x7c, 0x8aDB	0x04, 0x83, 0xc6, 0x01, 0x3c, 0x00, 0x74, 0x09DB	0xb4, 0x0e, 0xbb, 0x0f, 0x00, 0xcd, 0x10, 0xebDB	0xee, 0xf4, 0xeb, 0xfd, 0x0a, 0x0a, 0x68, 0x65DB	0x6c, 0x6c, 0x6f, 0x2c, 0x20, 0x77, 0x6f, 0x72DB	0x6c, 0x64, 0x0a, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00RESB	368DB	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x55, 0xaaDB	0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00RESB	4600DB	0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00RESB	1469432

不要看这个代码只有22行，短小精悍，RESB代表省略的字节，省略的全部都是0x00，比如最后的 RESB 1469432 ，就省略了1469432个0x00

• 创建批处理文件asm.bat ，编写内容为：
  ..\z_tools\nask.exe helloos.nas helloos.img
  其命令就是按照汇编文件helloos.nas生成对应的镜像文件helloos.img
• 接下来的步骤和上面一样：利用!cons_nt.bat打开命令行窗口，在命令行中输入"asm’'指令，然后会在文件夹中生成对应的镜像文件helloos.img，最后在命令行中输入"run"指令，程序就会像上面一样执行，显示helloworld窗口

第三阶段：改进汇编程序

主要是对helloos.nas文件的改进，使代码变得更可读（说实话我也看不懂，抄就是了）

; hello-os
; TAB=4; 以下这段是标准FAT12格式软盘专用的代码DB		0xeb, 0x4e, 0x90DB		"HELLOIPL"		; 启动区的名称可以是任意字符串（8字节）DW		512				;规定 每个扇区的大小（必须为512字节）DB		1				; 规定簇的大小，以扇区为单位（必须为1个扇区）DW		1				; 规定FAT的起始位置（一般是从第一个位置开始）DB		2				; FAT的个数（必须为2）DW		224				; 根目录的大小（一般设置224项）DW		2880			; 规定磁盘大小（必须2880个扇区大小）DB		0xf0			; 规定磁盘的种类DW		9				; 规定FAT的长度（必须是9个扇区）DW		18				; 规定一个磁道的扇区个数（必须18个）DW		2				; 规定磁头数（必须2个）DD		0				; 不使用分区，必须为0DD		2880			; 重新确定磁盘大小为2880个扇区DB		0,0,0x29		; 教程也不知道这是什么DD		0xffffffff		; たぶんボリュームシリアル番号DB		"HELLO-OS   "	; 磁盘的名称DB		"FAT12   "		; 磁盘的格式RESB	18				; 空出18个字节;程序主体DB		0xb8, 0x00, 0x00, 0x8e, 0xd0, 0xbc, 0x00, 0x7cDB		0x8e, 0xd8, 0x8e, 0xc0, 0xbe, 0x74, 0x7c, 0x8aDB		0x04, 0x83, 0xc6, 0x01, 0x3c, 0x00, 0x74, 0x09DB		0xb4, 0x0e, 0xbb, 0x0f, 0x00, 0xcd, 0x10, 0xebDB		0xee, 0xf4, 0xeb, 0xfd; 信息显示部分DB		0x0a, 0x0a		;俩次换行DB		"hello, world"DB		0x0a			; 换行DB		0RESB	0x1fe-$			; 自动填写0x00，直到0x001feDB		0x55, 0xaa; 启动区以外部分输出DB		0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00RESB	4600DB		0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00RESB	1469432

在里面的"hello, world"也可以换为其他字符串，一样可以显示出来，比如俗的不能再俗的 i love you

对汇编语言的指令说明在注释²

收获

忙了一天，多少有点收获，现在我可是精通代码的抄写、能够熟练使用复制粘贴…emm 多少了解了代码的执行过程，了解了一点点汇编语言，搞明白了镜像文件、批处理文件，对CPU处理数据的原理有了一定认识，会使用二进制编辑器，而且今天搜集了很多火影壁纸…帅气的第七班

注释