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預備知識：
匯編語言、能讀懂NASM語法、了解BIOS 中斷INT0x10, INT 0x16，虛擬機的使用
涉及工具：
NASM，一個文本編輯器（我用的是ConText + NASM語法高亮)
前言：
第一次寫教程，不知道能拿多少分。
“怎樣開始寫自己的操作系統”可能是不少有“非分想法”的愛好者來說是一個難題，在我的大學課程《計算機操作系統教程》以教程的形式充分說明了操作系統的原理，這本書會告訴你各個環節的原語；所謂“原理”就指理論上的東西，實際上我們并不知道操作系統是如何工作的。為了不至于讓有這個非分想法的朋友不至于放棄，這篇日志就帶你走進操作系統開發的殿堂。
一、操作系統是如何啟動的？
首先讓我們來看看計算機的啟動過程，這里我摘抄了一些東西：
“首先讓我們來了解一些基本概念。第一個是大家非常熟悉的BIOS（基本輸入輸出系統），BIOS是直接與硬件打交道的底層代碼，它為操作系統提供了控制硬件設備的基本功能。BIOS包括有系統BIOS（即常說的主板BIOS）、顯卡BIOS和其它設備（例如IDE控制器、SCSI卡或網卡等）的BIOS，其中系統BIOS是本文要討論的主角，因為計算機的啟動過程正是在它的控制下進行的。BIOS一般被存放在ROM(只讀存儲芯片)之中，即使在關機或掉電以后，這些代碼也不會消失。
“第二個基本概念是內存的地址，我們的機器中一般安裝有32MB、64MB或128MB內存，這些內存的每一個字節都被賦予了一個地址，以便CPU訪問內存。32MB的地址范圍用十六進制數表示就是0～1FFFFFFH，其中0～FFFFFH的低端1MB內存非常特殊，因為最初的8086處理器能夠訪問的內存最大只有1MB，這1MB的低端640KB被稱為基本內存，而A0000H～BFFFFH要保留給顯示卡的顯存使用，C0000H～FFFFFH則被保留給BIOS使用，其中系統BIOS一般占用了最后的64KB或更多一點的空間，顯卡BIOS一般在C0000H～C7FFFH處，IDE控制器的BIOS在C8000H～CBFFFH處。”
（以上引自：http://article.pchome.net/2003/09/25/13022.htm）
二、進一步了解引導的關鍵所在
計算機啟動的第一個過程由BIOS完成，它做了什么工作是不我們不必理會的，我們也管不了那它；關鍵在于：BIOS完成設備檢查、初始化、更新之后，根據預先設定的引導設備順序檢查可以引導的設備，比如我們設置啟動順序為1:Floppy(軟驅)2:HDD1(硬盤1) 3:CD-ROM(光驅)，那么，BIOS會從軟驅開始查找是否可以啟動，如果軟驅失敗，則會去找HDD1，......
那么，BIOS如何知道軟盤或硬盤能不能引導呢？這個把戲的關鍵在于：每個可引導設備都有一個512字節的設備頭，如果這個設備可引導，最后兩個字節必須為0x55（低）,0xAA（高），如果BIOS找到這個標志，就會將這512字節（注意：只有512字節）讀到內存的0x0000:0x7C00，然后將控制權轉交給（跳到）0x0000:0x7C00的程序，這就意味著：如果我們將軟盤的第一個扇區最后兩個字節打上"0x55,0xAA"的標志，這個軟盤就可以啟動了！當然，BIOS不會知道你這個引導程序是不是有效的，它只認0x55,0xAA。
好了，我們知道寫自己第一個引導程序的關鍵在于：
1. 一個兩字節（一個字長）的引導標志 0x55,0xAA
2. 引導程序必須占512字節
三、看看實例
代碼用NASM編譯：nasmw -f bin boot.asm -o boot.bin
解釋一下上面的命令：在M$命令提示行下編譯，-f bin 表示編譯為純二進制文件（我們不需要任何文件頭）,-o boot.bin 編譯。
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; boot.asm
; A demo to show how bootsect works
; Last modified:2005-4-3 10:57:45
; Copyright (c) 2005,E-mean X.
;
; This program is released under GPL,See document for details
; You can use this code anywhere you want in condition keep autor's info
; original
;
; Author: E-mean X.
; Contact: xemean@sina.com
; Website: http://www.xemean.net/
; April,02,2005
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bits 16 ; 偽指令，告訴編譯器這是 16位代碼
org 0x7C00 ; 偽指令，告訴編譯器這段代碼由0x0:0x7C00開始
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; 程序執行的第一條指令必須是跳轉（如果你想使用FAT12這類文件系統的磁盤）
; 必須占用3字節
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jmp SHORT main ; 2 bits，跳轉到主程序執行
nop ; 1 bit
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; FAT12 文件系統頭，從NYAOS 借過來的，可以參考相關的文檔以獲得更多細節
; 這個塊會讓 Winimage 認出編譯后的二進制文件為有效的引導文件
; 如果不使用這個塊，Winimage將不會將其作為引導程序處理
; 但我們可以借助其它方法和工具處理，比如DEBUG
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bsOEM db "ExOS0.01" ; OEM String,任意你喜歡的8字節ASCII碼
bsSectSize dw 512 ; Bytes per sector
bsClustSize db 1 ; Sectors per cluster
bsRessect dw 1 ; # of reserved sectors
bsFatCnt db 2 ; # of fat copies
bsRootSize dw 224 ; size of root directory
bsTotalSect dw 2880 ; total # of sectors if < 32 meg
bsMedia db 0xF0 ; Media Descriptor
bsFatSize dw 9 ; Size of each FAT
bsTrackSect dw 18 ; Sectors per track
bsHeadCnt dw 2 ; number of read-write heads
bsHidenSect dd 0 ; number of hidden sectors
bsHugeSect dd 0 ; if bsTotalSect is 0 this value is
; the number of sectors
bsBootDrv db 0 ; holds drive that the bs came from
bsReserv db 0 ; not used for anything
bsBootSign db 29h ; boot signature 29h
bsVolID dd 0 ; Disk volume ID also used for temp
; sector # / # sectors to load
bsVoLabel db "NO NAME " ; Volume Label
bsFSType db "FAT12 " ; File System type <- FAT 12文件系統
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; Main start here
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main:
cli ; 關閉可屏蔽中斷，以備我們接下來初始化寄存器的工作
mov ax,cs ; 將代碼段傳給ax,實模式下，代碼段與數據段沒什么分別
mov ds,ax ; 數據段寄存器，實際上都是0
mov es,ax ; 附加段
mov ax,ss ; 堆棧段
mov sp,0x7C00-1 ; 堆棧指針，指向0x7BFF
sti ; 基本工作已經完成，開放中斷
;
mov si,msgHello ; 使 si指向 "Hello World!"字符串
call printStr ; 調用顯示子程序
mov si,fixLine ; 回車換行
call printStr
mov si,msgMore ; 顯示更多信息
call printStr
; Mission complete，take a break
.loop:
xor ax,ax ; ax 清0
int 0x16 ; 調用int 16h 讀取鍵盤輸入
; 重啟計算機
; mov ax,0x40
; mov ds,ax
; xor ax,ax
; mov [0x0072],ax ; 向 0x40:0x72寫0后再跳到_
; jmp 0xFFFF:0x0 ; 0xFFFF:0x0 可以實現重啟
jmp .loop ; 跳轉到 .loop，什么也不做了
;------- END OF MAIN ----------------
;===========================================================================
; printStr
; sub function for print a string to screen by INT 10H
; 入口：ds:si = 指向目標字符串
; 返回：無
;===========================================================================
printStr:
push si ; 保護寄存器
push ax
push bx
cld ; 清除進位標志位，這個標志位會影響 si 的遞增方向
mov ah,0x0E ; int 0x10 子功能號，顯示字符，參看相關資料以獲得細節
mov bx,0x0007 ; 頁號0,字符前景色 7，淺灰色，試著改變這個數值
; 會給你的文字增添色彩
.nextChar:
lodsb ; [si] -> al,取一個字節碼
or al,al ; 如果取得的字節是0，則表示字符串結束
jz .OK ; 退出
int 0x10 ; 調用BIOS int 10h 中斷
jmp .nextChar ; 繼續下一個字符，直到遇到0
.OK:
pop bx ; 恢復寄存器
pop ax
pop si
ret ; 返回調用程序
;------- END OF printStr --------------
; data area
msgHello db 'Hello World!',0 ; 以物理 0結束
msgMore db 'Wow,my FIRST boot sector!',0
fixLine db 13,10,0 ; 回車，換行的ASCII碼
; 引導程序必須為512字節，不用的地方以0填充
times 510-($-$$) db 0 ; $表示程序當前位置，$$表示程序開始位置，由編譯器自動計算
BOOT_SIGN DW 0xAA55 ; 最后兩個字節為引導標志55AA
;--------------------------- End of this programme --------------------------------------
編譯成功之后，會生成一個512字節的boot.bin，用Winimage創建一個新的軟盤，在“Options(選項)”菜單里，"Winimage mode selection ..." 選擇“WinImage Professional mode(專家模式)”（如果不選專家模式，將不能進行引導扇區的編輯），之后，"Image-> Boot Sector Properties"（映像->引導扇區屬性)中，將引導扇區改為你剛才編譯的程序，保存，用Vmware/Qemu/Bochs之類的虛擬機工具試試你的啟動盤吧！
發揮你的想像力，讓你的引導程序實現更多的功能！
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E-mean X.
April,03,2005
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