第一章 自己动手写第一个最小的“操作系统”

1. 工具准备

     1. 硬件

• 一台计算机（Win7/Win8操作系统）
  
• 一个U盘

     2. 软件

• 编辑器Notepad++
• 汇编编译器NASM
• WinHex 16进制编辑器

2. 引导扇区代码（汇编）

;--------------------------------------boot.asm------------------------------;    ORG 7C00H; 告诉编译器程序加载到7c00处MOV AX,CSMOV DS,AXMOV ES,AXCALL DispStr; 调用显示字符串例程JMP $        DispStr:MOV AX,BootMessageMOV BP,AX; ES:BP = 串地址MOV CX,16; CX = 串长度MOV AX,01301H; AH = 13,  AL = 01HMOV BX,000CH; 页号为0(BH = 0) 黑底红字(BL = 0CH,高亮)MOV DL,0INT 10H; 10H 号中断RET    BootMessage:DB "Hello, OS World!"TIMES510-($-$$) DB 0; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节DW0xAA55; 结束标志

3. 操作步骤 

     1.用NASM编译

   nasm boot.asm -o boot.bin

     2. 用WinHex刻录

• 打开boot.bin文
  “菜单栏”------>“文件”------>“打开”------>“boot.bin”
  
• 打开U盘
  “菜单栏”------>“工具”------>“打开磁盘”------>“逻辑驱动：移动存储介质”------>“确定”
  
• 把boot.bin文件的数据复制到U盘的引导扇区
  1）CTRL+A全选boot.bin文件数据，CTRL+C复制boot.bin文件的数据
  2）左键单击U盘偏移地址为0的地方（即第0行第0列）
  3）“右键单击”------>“编辑”------>“剪贴板数据”------>“写入”------>“确定”
  4）“菜单栏”------>“文件”------>“保存扇区”------->“确定”------>“是”
  
• 重启电脑，按下F10键打开BOIS菜单，选择从U盘启动，可以看到屏幕显示红色的字符串“Hello，OS World!”

4. 原理解释

     1. ORG 7C00H

有的书上说ORG的作用是规定某一段内存程序代码或数据存放的起始偏移地址。但其实ORG 指令本身并不能决定程序将要加载到内存的什么位置，它只是告诉编译器，我的程序在编译好后需要加载到 XXX地址，所以请你在编译时帮我调整好数据访问时的地址。ORG是伪指令，只会在编译期影响到内存寻址指令的编译（编译器会把所有程序用到的段内偏移地址自动加上ORG后跟的数值），而其自身并不会被编译成机器码。
如果一个程序使用了ORG XXX 指令，那么该程序只能被加载到段内偏移 XXX 处，否则将不能正常访问段内数据。

     2. INT 10H 

INT 10H 是由 BIOS 对屏幕及显示器所提供的服务程序。调用前需要在寄存器AH中存放欲调用的功能号。

     3. DW    0xAA55

如果磁盘的第一个扇区以0xAA55结束，那么BOIS认为它是一个引导扇区。

详细说明请参考INT 10H中断功能详解。

     4. 单美元符号$和双美元符号$$

$表示当前行被汇编后的地址，$$表示一个节的开始处被汇编后的地址，$-$$表示本行距程序开始处的距离。

5.注意事项

• 只有完整版的WinHex才能刻录U盘
• 在NASM中，任何不被方括号[] 括起来的标签或变量名都被认为是地址，访问标签中的内容必须使用[]。Offset这个关键字在NASM中是不需要的，因为不加方括号 [] 时表示的就是Offset。

6.遗留的问题

• 汇编语言中定位伪指令ORG的作用机理是什么？
• 操作系统把可执行程序装入内存执行的过程是什么？
• 操作系统怎么把可执行程序装载到指定的位置呢？