Operating System Course 2 - My OS

Computer Startup process

上一篇：http://t.csdn.cn/XfUKt 讲到这个启动设备的第一个扇区：引导扇区。那么引导扇区的代码长什么样子？

这里得看引导扇区代码源文件bootsect.s（.s后缀文件为用汇编语言编写的源代码文件）。

另外为什么是用汇编语言写的？

为什么用底层的汇编语言，而不用对应上更高级的C语言，因为如果是C语言，它是编译型语言，要经过编译。而编译的过程中可能就会出现一些我们无法控制的事情。比如int i，我们是无法用C语言去控制i存放的地址哪个位置。而汇编可以。汇编的指令都会变成真正的机器指令。

bootsect.s形成的机器指令最后就会实现在引导扇区上。

BOOTSEG： boot-sector的初始地址（通电后的初始地址）

INITSEG：bootsect把自身搬运到0x90000

SETUPSEG：setup模块被加载到 0x90200

.globl begtext,begdata,begbss,endtext,enddata,endbss  
// .globl用于定义随后的标识符是外部或者全局的,全局标识符，供ld86链使用
.text  //文本段
begtext:
.data  //数据段
begdata:
.bss   //未初始化数据段
begbss:

// BOOTSEG  = 0x07c0    // 0x就是16进制        
// INITSEG  = INITSEC           
// SETUPSEG = 0x9020

entry start             // 关键字entry告诉链接器“程序入口”
start:
    mov ax, #BOOTSEG    mov ds, ax     // mov 变量A 变量B  将变量B的值赋给变量A
    mov ax, #INITSEC    mov es, ax     // ds 7c0    es 9000
    mov cx, # 256                      // 循环控制字节,512字节
    sub si, si          sub di,di      // 这里的值都等于0
// sub是减的意思，这里自己减自己，结果都为0  si清零,ds:si即0x07c00  di清零,es:si即0x90000
    rep    movw                        // 循环直到cx==0，将ds:si复制到es:di，0x07c0:0x0000移动256位到0x9000 :0x0000
    jmpi   go, INITSEC                 // 跳转到go标志处（一个标号地址），jmp是跳转，加i，jmpi是间接跳转，go是后面的一个标志，INITSEC即INITSEC【CPU就会跳到 0x9000:go】，INITSEG 是段地址，go 是偏移地址。

0x13是BIOS读磁盘扇区的中断：ah=0x02-读磁盘，al=扇区数量（SETUPLEN=4）,ch=柱面号，cl=开始扇区，dh=磁头号，dl=驱动器号，es:bx=内存地址。

go: mov    ax,cs          // cs就是INITSEC=0x9000
    mov    ds,ax
    mov    es,ax
    mov    ss,ax          // cs = ds = es = ss = 0x9000
    mov    sp,#0xFF00     // es:sp = 0x9000:0xff00    
 load_setup:
    mov    dx,#0x0000            // 动器号(DL)0，磁头号(DH)0
    mov    cx,#0x0002            // 起始扇区号2（从这里开始读）, 磁道号0
    mov    bx,#0x0200            // 偏移地址0x200
    mov    ax,#0x0200+SETUPLEN   // AH=0x02，al(SETUPLEN=4) ，这里就是从第二个扇区开始读4个扇区
    int    0x13                  // BIOS中断
    jnc    ok_load_setup         // CF=0操作成功，CF=1操作失败。若CF为0则重载
    mov    dx,#0x0000            // 需要复位的驱动器号=DL=0
    mov    ax,#0x0000            // 复位
    int    0x13                  // 复位磁盘
    j    load_setup              // 重读
 

读入setup模块后：ok_load_setup

SYSSEG = 0x1000

ok_load_setup:        // 载入setup模块
 
    mov dl,#0x00      // 驱动器号为0，说明是软盘
    mov ax,#0x0800    // AH=8获取磁盘参数
    int 0x13
    mov ch,#0x00               
    mov sectors,cx  

    mov ah,#0x03        
    xor bh,bh
    int 0x10          // 读光标
    
    mov cx,#24        // cx为24，表示输出24个字符
    mov bx,#0x0007    // 7是显示属性
    mov bp,#msg1
    mov ax,#0x1301    
    int 0x10          // 显示字符
    mov ax,#SYSSEG    // 0X1000
    mov es,ax         // es=0x1000
    call read_it      // 读入system模块
    jmpi 0,SETUPSEG   // 跳入0x9020:0x0000执行setup.s，cs跳四位为0x9020    

比如

msg1: .byte 13,10
      .ascii "Loading system..."
      .byte 13,10,13,10

我们也可以改的，把这里的Loading system...比如改成My OS，那么就需要把cx的输出字符数调成我们这里要输出的字符数，而这个loading system...是cx为24个字符，按ASCII的规则数一下即可。其他就没有需要改的。

读入system模块

read_it（system模块可能很大，需跨磁道，ENDSEG=SYSSEG+SYSSIZE，其中SYSSIZE=0x8000该变量可在编译操作系统时，根据image大小设定）

read_it: mov ax,es
         cmp ax,#ENDSEG
         jb ok1_read
         ret
ok1_read:
  mov ax,sectors
  sub ax,sread      // sread是当前磁道已读扇区，ax是未读扇区
  call read_track   // 读磁道

引导扇区末尾

BIOS用以识别引导扇区

.org 510
  .word 0xAA55  // 扇区的最后两个字节 

这里就跳回setup执行最后的语句：jmpi 0,SETUPSEG（IP只成0，cs=SETUPSEG 0x9000，然后cs跳四位为0x9020，最后结果：0x9020:0x0000，控制器交给setup.s）

这里bootsect.s就执行结束了，接下来就是setup.s。

学习参考：

https://www.bbsmax.com/A/Gkz1qNj6zR/

https://www.xiaolincoding.com/

【哈工大】操作系统 李治军