《30天自制操作系统》第1天

1.下载一个二进制编辑器(网上很多下载，google一下即可，也叫十六进制编辑器),他能直接对二进制数进行编辑。如果你对（某种处理器的）机器码非常熟悉的话，理论上可以用二进制编辑器完成（此处理器上的）任何软件的制作，小至一个计算器，大至一个编译器，操作系统(因为所有软件本质上都是CPU的机器指令和一些数据组成)。但是不同类型CPU的机器码是不一样的。当然，实际上用一个二进制编辑器编写一个windows操作系统是不可能的，就像“只要有了纸和笔，什么优秀的小说都能创造出来”，纸和笔不过是纸和笔而已，他们对创造优秀的小说帮不了多大的忙。

一般注册的软件都是要输入验证码，

if(Check_Code!="1a2db3d45679"){//这里简化了，实际是个验证码算法。

    MessageBox("验证码不正确!");

return;

}对软件的破解就是找到MessageBox的地址，jmp出去即可。

2.我们可以二进制编辑器生成img镜像文件。

QMENU免费PC模拟器。

copy helloos.img ..\z_tools\qemu\fdimage0.bin   

..\z_tools\make.exe -C ..\z_tools\qemu

//将helloos.img镜像文件拷贝复制并重命名为fdimage0.bin，用qemu仿真运行。

3.究竟做了什么？

电脑的核心是CPU，他只能与外部电路进行电信号的交换。电信号在此指高低电平，分别用1和0来表示。我们平时用电脑听音乐，玩游戏，上网，本质上不过是在与CPU交换电信号而已。CPU只会机械地进行电信号的转换。算数逻辑运算，mov，jmp都是电信号的转换。抽象的讲，CPU只认识0和1两个数字，我们想要他表达英文字母a，怎么办？我们就需要编码，将字母a编码为一系列的0101，ascii码中a编码为01100001，所有的字母，汉字都被编码，文字、图片、视频...所有我们在显示器上看到的一切都被编码为0101串。

  显示器仅仅是一个输出设备，他由一些点组成，叫像素点，我们所说的分辨率比如1060*900，就是他的长有1060个点，宽有900个点，我们可以知道点数越多（分辨率越高），图像显示越清晰（可以自己试下）。要显示图像我们需要对像素点编码，比如一个像素点3个字节，所以共需存储器（1060*900*3字节），这种存储器在显卡里，叫显存。CPU把要我们把要显示的存储到显存中，实时显示。我们在键盘上输入一个字母，CPU中断马上感应到，并把他写入显存，显存立马显示。

GUI编程对软件来说没什么大的技术含量，因为都已经有相应的API了（对于显存的工作原理我们甚至根本不需了解），软件设计主要的是数据结构和算法。

计算与通讯是计算机的本质,计算的是什么?是设计好的数据结构,怎么高效地计算?要有好的算法!

我们通过输入设备(鼠标、键盘、传感器等)输入要处理的数据，处理器处理它，然后进行输出到输出设备（磁盘等存储器、显示器、网络）。

通讯怎样完成？PC内部通讯由总线完成（总线-数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB），网络通讯由同轴电缆，光纤完成，无线通讯由电磁波完成。

抽象地看，网络只是一个IO设备，我们用QQ向对方发“你好”发生了什么？首先，机器将“你好”编码为0101串，通过网线、光纤等传输介质发送到对方的电脑，对方的电脑将0101串解码为“你好”，并显示在屏幕上。

好像越扯越远了...回归正题。

4. 初次体验汇编程序

  作者用的汇编器是他自己编写的nask（作者编写了很多工具软件，真是佩服！！！），很多语法模仿了著名的NASM汇编器（我们学汇编基本是用的MASM）。Nasm是一个开源软件，网上很多开源软件，其实只要自己有兴趣和毅力，可以学到非常多的东西。比如开源OS：linux，开源浏览器myieCODE，开源编译器汇编器更是举不胜举，最近流行的比特币代码也是开源的。还有很多好书，比如《大话CPU》《自制编程语言》《编码的奥秘》。。。都可以再网上免费下载到。可惜中国的程序员大多浮躁的很（包括我，惭愧惭愧...）。

  很喜欢下面这段话：

  在信息时代客观障碍已不复存在,所谓障碍都是主观上的.如果你想研发什么新的技术你不需要几百万美元的资金,你只需要在冰箱里放满比萨和可乐,再有一台便宜的计算机和与之献身的决心,你即可拥有任何你想拥有的编程境界。    - John Carmack

  

  随便用个编辑器(记事本,UE，Editplus，Notepad++，vim等均可)，我个人喜欢Notepad++，Linux下vim只懂得一点皮毛，惭愧惭愧。

  输入：

  DB 0xeb,0x00,0xeb,0x00,xeb,0x00,0xeb,0x00

  DB 0xeb,0x00,0xeb,0x00,xeb,0x00,0xeb,0x00

  ....

保存为helloos.nas,然后用汇编器汇编即可生成和二进制编辑器编辑的一样的效果。汇编器仅仅是一个文本转换工具而已，将一条汇编指令转换为对于的机器指令。

同理，编译器也是一个文本转换工具，将代码：

#include <stdio.h> main(){printf("Hello,Ununtu!");}; 最终转换为一系列机器指令。

对于机器指令，我们可以反汇编转换为汇编指令，因为他们一一对应,但是没法将机器指令转换为C，java等高级语言代码（不一一对应）。

DB 就是Date Byte的简写,我喜欢简称为Define Byte，就是定义一个字节。

DW :data word.   DD:data double-word.

RESB 16 ;Reserve byte  预留16个字节0.

每次进行汇编编译很麻烦，我们写一个批处理文件，每次点击它即可，这是自动化的第一步（Linux编译由众多的makefile组成，配置好后，可以很简单的对Linux源码进行编译，以便配置自己独一无二的Linux操作系统）。

Asm.bat内容：

..\z_tools\nask.exe helloos.nas helloos.img ;运行汇编器nask.exe将helloos.nas汇编为 helloos.img。

启动存储器（软盘，磁盘，U盘，光驱均可）第一个扇区称为启动区，他的最后两个字节，510,511字节固定为：0x55,0xAA。一个扇区固定为512字节。

---计算机首先从存储器读第一个扇区，如果他的最后两个字节是55aa，则此存储器为启动存储器（操作系统在其中），开始运行第一个扇区的启动程序；如果不是，则继续查找下一个存储器（软盘，光驱，U盘等）。

IPL:Initial Program Loader,启动程序加载器，将OS加载到内存中。 55aa：启动存储器

---Do one thing and do it well.

2013-12-21