自己动手写操作系统学习笔记1

序言

      首先，在自己动手写操作系统这本书中，很多图和章节都可以在IA的架构说明书中找到相应的原型，而且几乎是一模一样，有兴趣的可以去看看IA32架构的说明书手册，共有三册。不过，在这里，这本书作者把操作系统的相关东西组织得不错，说这些，只是让读这本书的人有一种平和的心态去学习操作系统。因为他没有我们想象的那么可怕，因为书中的大部分内容在网上都已查阅 得到。当然要系统掌握好这些东西这要有良好的计算机系统知识，汇编语言是必不可少的。上面说了点自己的见解，下面转入正题，希望初学的人少走弯路。

1. boot sector 
      在我们接通电源打开计算机时，系统会加电自检，自检什么呢？系统加电时cpu会自动进行复位，把相关的寄存器设置成默认值，在IA32架构下，eip被设置为如下值：0000FFF0H，CS的值看起来是这个样子的：Selector=F000H,Base=FFFF0000H,Limit=FFFFH,Attribute=Present,R/W,Accessed，cr0可能会被设置成如下值：0x60000010。从cr0的值可以知道，系统加电后CPU工作在实模式下（PE位为0）。从eip和cs的值我们知道，加电后CPU执行的第一条指令是：F000H:FFF0H，这条指令一般存在boot rom中，此条指令一般是一条跳转指令，主要完成CPU外围设备的初始化，一旦完成后，系统接着会搜索可用的设备（根据BIOS的设置）寻找开始512字节，如果发现其是以0xAA55结束的话，则把其读入内存位置：0x0000:0x7C00处，然后开始执行。这就是为什么书上的事例代码要从0x7C00处开始的缘故。好了，到这里，计算机已经开始转入我们自己写的操作系统了，另外，书中的代码如果要在DOS下运行，需要把org 07C00h改为org 0100h，这样做的目的是因为在DOS下，装载程序会事先创建一个称为程序段前缀（PSP）256字节的数据区，用来和被装载的程序通信，具体的细节请查验相关资料。而0100h刚好是256个字节的处，这也是代码段开始执行处。 
       说完程序的加载运行，让我们看看BIOS的10号中断处理子程序的显示功能。这里10号中断有很多子程序，书中用到了13子程序，此子程序就是显示字符串的，其中的参数如下：ES:BP=串地址；CX=串长度；DH=起始行；DL=起始列；BH=页号；BL=属性；AH=子程序编号，这里为13；这里BL是这样子定义的：闪烁 背景红 背景绿 背景蓝 高亮 前景红 前景绿 前景蓝（顺序为高字节到低字节）。这样BL=0Ch，二进制为：1100，由其定义可知为黑底高亮红字。 
2.开发环境的搭建 
         下载一个virtual pc 2007装上，具体的安装这里不用多说了，然后准备好Readhat9，按书上的操作新建一个虚拟的PC，然后按书上的操作安装Redhat9就行了，不过有一点，在创建完虚拟PC后，依次点击Edit->Setting->Networking，在右边的面板里选择两个（做多四个）network adapter，第一个用 NAT，第二个用你自己的本地网卡。安装完后如果共享不了windows的共享文件夹，可能是windows的139或445端口没开，也可能是linux本身的网络有问题，如果是eth0检测失败，可以在登录linux后，vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg_eth0，在文件的最后加入check_link_down (){return 1;}然后按书上的方法mount Windows的共享文件夹到linux的一个本地目录下。如果想每次开机都自动mount，那么可以vi /etc/rc.d/rc.local，然后在文件的末尾加入mount命令即可。 
        下面是PCDOS的安装，从网上下载一个msdos7.1，一般是软盘镜像的，从软盘启动，按提示安装好。然后安装dos-additions，首先关机，把dos-additions连接到软盘或CD连接，注意请选择启动时connect cd或connect floppy选框。然后启动装好的DOS，系统会提示安装dos-additions。按其提示装好。到这里可以按照书上的方法共享windows的共享文件夹了。但是如果这时我们直接执行.com程序（书上的例子），则会发生错误。那是因为系统装了EMM的缘故，这是一个用来扩展DOS功能，他可以让DOS访问更大的内存地址空间。这里关掉它就行了。方法如下，启动完系统后，在命令提示符下输入edit config.sys，把有EMM的那一行用#注释掉即可。在我的机子上就是这么做的。 
       好了，开篇就写到这里，下次准备进入保护模式了............