一、最簡單的“操作系統(tǒng)”

最最簡單的“操作系統(tǒng)”就是一個最最簡單的引導(dǎo)扇區(qū)(Boot Sector)。雖然它不具有任何功能，但是它卻能夠直接在裸機上運行，不依賴其他軟件。一個引導(dǎo)扇區(qū)是512個字節(jié)，并且以0xAA55為結(jié)束標(biāo)識的扇區(qū)。下面就是那個最最簡單的引導(dǎo)扇區(qū)。

[cpp] view plaincopy

org?07C00h??????????????????????????;?告訴編譯器程序加載到07C00處??

???????mov?ax,?cs??

???????mov?ds,?ax??

???????mov?es,?ax??

???????call?DispStr?????????????????????;?調(diào)用顯示字符串例程??

???????jmp?$????????????????????;?無限循環(huán)??

DispStr:??

???????mov?ax,?BootMessage??

???????mov?bp,?ax???????????????????????;?es:bp?=?串地址??

???????mov?cx,?16???????????????????????;?cx?=?串長度??

???????mov?ax,?01301h???????????????;?ah?=?13,?al?=?01h??

???????mov?bx,?000Ch????????????????;?頁號為0(bh?=?0)?黑底紅字?(bl?=?0Ch,高亮)??

???????mov?dl,?0??

???????int?10h??????????????????????????;?10h號中斷??

???????ret??

BootMessage:??db?"Hello,OS?world!"??

times?510-($-$$)???db???0???????????????;?填充剩下的空間，使生成的二進制代碼恰好為512字節(jié)??

dw?0xaa55???????????????????????????????;?結(jié)束標(biāo)志??

1、org 07C00h

org偽指令： org + 數(shù)值表達式

其中，org是操作碼，不可省略。數(shù)值表達式給出偏移地址值，即org語句后的指令或數(shù)據(jù)以數(shù)值表達式給出的值作為起始的偏移地址。數(shù)值表達式必須是一個可計算得到的正整數(shù)，數(shù)值范圍在0～65535之間。

org偽指令用來指出其后的程序段或數(shù)據(jù)塊存放的起始地址的偏移量。匯編程序匯編時把語句中表達式的值作為起始地址，連續(xù)存放org語句之后的程序和數(shù)據(jù)，直到出現(xiàn)一個新的org指令。若省略org語句，則從本段起始地址開始連續(xù)存放。

在大多數(shù)情況下，不需要用org語句設(shè)置位置指針。由于段定義語句是段的起點，它的偏移地址為0000H，以后每分配一個字節(jié)，位置指針自動加1，所以每條指令都有確定的偏移地址。只有程序要求改變這個位置指針時，才需要安排org語句。通常org語句可以出現(xiàn)在程序中任何位置上。 ??

org示例：

在數(shù)據(jù)段中依次定義以下變量，由于此時沒有使用org語句，則變量word1的偏移地址為0。
word1 DW ?1234h
byte1 ?DB ? 56h
word2 DW ?abcdh
其在數(shù)據(jù)段中word1，byte1，word2的存儲位置如下圖所示(采用小端存儲，按單字節(jié)對齊)。

在數(shù)據(jù)段中依次定義以下變量，由于此時使用org語句，則變量word1的偏移地址為1。
org 0001h
word1 DW ?1234h
byte1 ?DB ? 56h
word2 DW ?abcdh
其在數(shù)據(jù)段中word1，byte1，word2的存儲位置如下圖所示(采用小端存儲，按單字節(jié)對齊)。

我們知道編譯器本身在匯編時對指令的地址計算是相對地址，而對于引導(dǎo)扇區(qū)，是按絕對地址執(zhí)行，那么對于用相對地址編譯的執(zhí)行碼就要換算成絕對地址。一般而言，“真實開始執(zhí)行的引導(dǎo)扇區(qū)”都會固定裝載到07C00h處。

由于編譯器在編譯時的地址是從第一行開始用0000h開始相對計算的，而且我們要寫的是“引導(dǎo)扇區(qū)”程序，所以我們要將下面的代碼加載到地址07C00h處，所以我們需要org 07C00h，通過該偽指令，將代碼和數(shù)據(jù)加載到07C00h地址。

2、jmp $

$被稱為當(dāng)前位置計數(shù)器

在匯編程序?qū)υ闯绦蜻M行匯編的過程中，使用地址計數(shù)器來保證當(dāng)前正在匯編的指令地址。地址計數(shù)器值可用“$”來表示，匯編語言也允許用戶直接用“$”來引用地址計數(shù)器的當(dāng)前值，因此，org $＋5可表示從當(dāng)前地址開始跳過5個字節(jié)存儲單元，在指令和偽指令中，也可直接用“$”表示地址計數(shù)器的當(dāng)前值。故jmp $進入了一個無限循環(huán)。

3、int ?10h

int ?10H號中斷

int 10H 是由BIOS 對屏幕及顯示器所提供的服務(wù)程序。使用int 10H 中斷服務(wù)程序時，先指定 AH 寄存器為下表編號其中之一，該編號表示欲調(diào)用的功用，而其他寄存器的詳細說明，參考表后文字，當(dāng)一切設(shè)定好之后再調(diào)用 int 10H。

在這里我們只詳細講解本程序中的10號中斷。由于ah=13，故調(diào)用編號為13的功能：即顯示字符串。其中ES:BP=串地址，CX=串長度 ，AH=13，當(dāng)AL=01h時，光標(biāo)會跟隨顯示移動。BH為頁號，BH=0表示頁號為0，BL=0CH，表示屬性，即黑底紅字高亮。因此在調(diào)用10號中斷之前，無非就是對各個寄存器進行初始化。

關(guān)于10號中斷的其他信息，請參考 http://blog.csdn.net/yes_life/article/details/6778834

4、times 510-($-$$) ?db ?0

times：重復(fù)指令或數(shù)據(jù)

times前綴引起指令被匯編多次。其中

表示是該程序的初始代碼段的地址，故該指令將會被執(zhí)行510?($? )次。也就是用0來填充剩下的空間，達到510字節(jié)。

二、如何運行該“操作系統(tǒng)”

1、環(huán)境準備

（1）計算機操作系統(tǒng)（Windows）
（2）虛擬機（VMware）
（3）匯編編譯器（NASM）
（3）軟盤（虛擬軟盤RamDiskNT）
（4）rawrite.exe/本書光盤自帶OS/Tools/FloppyWriter，負責(zé)將程序?qū)懭氲杰洷P。

2、編譯boot.asm

將上述代碼文件命名為boot.asm，然后使用nasm命令編譯該文件。
nasm boot.asm –o boot.bin

3、虛擬軟盤A

點擊Start之后，查看“我的電腦”里是否有虛擬軟盤A，如果沒有，重啟。

4、將boot.bin寫入到軟盤A

點擊Enter。（注意boot.bin與Rawrite.ext在同一文件目錄下）。

5、創(chuàng)建虛擬機

安裝VMware，在VMware創(chuàng)建一個虛擬機，命名為Tinix，并設(shè)置系統(tǒng)引導(dǎo)盤為軟盤A。

啟動該系統(tǒng)，得出結(jié)果圖為：

三、本操作系統(tǒng)啟動流程

打開計算機電源；加電自檢(POST)；尋找啟動盤，該系統(tǒng)設(shè)置從軟盤啟動，計算機檢查軟盤的0面0磁道1扇區(qū)，如果發(fā)現(xiàn)它以0xAA55結(jié)束，則BIOS會認為它是一個引導(dǎo)扇區(qū)；BIOS將該512字節(jié)扇區(qū)內(nèi)容加載到內(nèi)存地址0000:7c00；跳轉(zhuǎn)到0000:7C00出將控制權(quán)交給這段引導(dǎo)代碼。到此為止，計算機不再由BIOS中固有的程序來控制，而變成由操作系統(tǒng)的一部分來控制。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的第一章--最小的“操作系统”的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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