【日拱一卒行而不辍20220918】自制操作系统

实模式下地址空间布局

实模式1MB内存布局

在早期，Intel 8086处理器有20条地址线（1MB内存空间），寄存器都仅是16位。

因此对于其内存，会进行一些特别的布置。

当前虽然CPU已经有了很大的进步，其地址线增长至32位到64位等，但是遵循于兼容性，计算机开机时CPU仍然处于实模式，即仅仅能访问1MB内存，寄存器也是16位的。

而由于实模式下的内存实在有限，因此往往其各个部分的用途均已约定好，如下所示。

起始地址	结束地址	大小	用途
FFFF0	FFFFF	16B	BIOS入口地址
F0000	FFFFF	64KB	BIOS代码，包括上面介绍的BIOS入口地址
C8000	EFFFF	160KB	映射硬件适配器的ROM或者内存映射式I/O
C0000	C7FFFF	32KB	显示适配器BIOS
B8000	BFFFF	32KB	用于文本模式显示适配器
B0000	B7FFF	32KB	用于黑白显示适配器
A0000	AFFFF	64KB	用于彩色显示适配器
9FC00	9FFFF	1KB	EBDA（Extended BIOS Data Area）拓展BIOS数据区
07E00	9FBFF	622080B	可用区域
07C00	07DFF	512B	MBR被BIOS加载到此处
00500	07BFF	30464B	可用区域
00400	004FF	256B	BIOS Data Area（BIOS数据区）
00000	003FF	1KB	Interrupt Vector Table（中断向量表）

根据上述表格，我们也很容易知道BIOS是如何被进行加载的——直接映射入内存的对应地址即可。这里的映射是通过硬件实现，因此和借助于操作系统等程序进行的加载不同。

MBR文件格式

MBR文件必须是原始可执行的二进制文件。

JMP跳转后，即完成了MBR的加载，会直接执行MBR程序。

这也就意味着，我们并不能通过gcc生成ELF文件作为MBR，因为ELF文件中还包含诸如魔数，段表等非代码段，其是用于操作系统进行加载的可执行文件格式。

而这里要求的MBR程序是CPU可以直接运行的二进制文件，因此我们必须直接生成该二进制文件。