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64位操作系统——bootLoader
作者：王赛宇
参考列表：
- 《一个64位操作系统的设计与实现》
- 《nasm用户手册》
- 各种博客
第一部分： 写一个简单的引导程序并且显示一些字符
org 0x7c00 ; 将程序加载到0x7c00位置，即：指定程序的起始地址
BaseOfStack equ 0x7c00
; 将CS寄存器的段基址设置到DS、ES、SS中
Label_Start:
mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax
mov ss, ax
mov sp, BaseOfStack
; ====== 清空屏幕
mov ax, 0600h
mov bx, 0700h
mov cx, 0
mov dx, 184fh
int 10h
; ===== set focus ??? 没看懂这是啥意思
mov ax, 0200h
mov bx, 0000h
mov dx, 0000h
int 10h
; ===== 在屏幕上显示：Start Booting......
mov ax, 1301h
mov bx, 000fh
mov dx, 0000h
mov cx, 10
push ax
mov ax, ds
mov es, ax
pop ax
mov bp, StartBootMessage
int 10h
; ===== 软盘驱动器复位
xor ah, ah
xor dl, dl
int 13h
jmp $
StartBootMessage: db "Start Boot"
;======= fill zero until whole sector
times 510 - ($ - $$) db 0
dw 0xaa55
这个程序可以被分为几个部分：
- 初始化部分： 定义了程序被加载到的地方，以及程序中的常量，并且对所有寄存器进行了简单的初始化
-
显示部分： 通过
int 10h的指令，进行了显示方面的一系列处理 - 软盘驱动器复位：这里我暂时也没搞明白是在干什么
- 填充部分
简单的汇编知识
在搞明白这些之前，我们需要先学一点简单的汇编：
我们会发现，上面的程序主要是在对一些寄存器进行简单的操作，这些寄存器是：
ax,bx,cx,dx
他们是nasm语言的通用寄存器。同时，这些寄存器可以根据高位、低位被划分成：
ah,al,bh,bl,ch,cl,dh,dl
，可以理解为：
ax = ah << 16 + al
也就是说
ax
是由
ah\al
两个部分拼接而成的。
理解了这一点之后，你往下看，暂时就没有太大的难度了。
int 指令
我们首先来看一下这里的
int
指令，学过组成原理的同学都知道，这里的int就是软件中断，我们这里用到了两种int指令，他们实际上就是调用了BIOS里面的一些固有程序，进行了一些我们期望中的处理，我们来看一下这些
int
分别做了哪些操作：
第一次
; ====== 清空屏幕
mov ax, 0600h
mov bx, 0700h
mov cx, 0
mov dx, 184fh
int 10h
这里设置了
ax = 0600h
,
bx=0700h
,
cx=0
,
dx=184fh
,然后调用了
int 10h
,
INT 10h
主要执行的是一些与显示相关的操作。我们来看一下这里的操作：
首先来看
ax
寄存器：我们经过划分可以知道：
ah = 0x06
，
al = 0x00
，这里的ah指示得是执行
INT 10h
相关程序中的哪种操作：当
ah = 0x06
时，执行的是
按指定范围滚动窗口的功能
。
具体的参数如下：
- AL=滚动的列数，若为0则实现清空屏幕功能；
- BH=滚动后空出位置放入的属性；
- CH=滚动范围的左上角坐标列号；
- CL=滚动范围的左上角坐标行号；
- DH=滚动范围的右下角坐标列号；
- DL=滚动范围的右下角坐标行号；
- BH=颜色属性。
- bit 0~2：字体颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
- bit 3：字体亮度（0：字体正常，1：字体高亮度）。
- bit 4~6：背景颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
- bit 7：字体闪烁（0：不闪烁，1：字体闪烁）。
这里我们将
AL
设置为了0， 所以实现的是清空屏幕的功能。
第二次
; ===== set focus ??? 没看懂这是啥意思
mov ax, 0200h
mov bx, 0000h
mov dx, 0000h
int 10h
这里作者给出的代码中写的是
set focus
，我们还是来看一下
ah
的值：
ah = 0x02
，
ah = 0x02
时
INT 10h
执行
屏幕光标位置的设置功能
。
- DH=游标的列数；
- DL=游标的行数；
- BH=页码。
第三次
; ===== 在屏幕上显示：Start Booting......
mov ax, 1301h
mov bx, 000fh
mov dx, 0000h
mov cx, 10
push ax
mov ax, ds
mov es, ax
pop ax
mov bp, StartBootMessage
int 10h
相信大家已经掌握了这套研究的方法了，我们直入主题： 这里执行的是显示字符串的方法，字符串存储在
StartBootMessage
位置，参数如下：
- AL=写入模式。
- AL=00h：字符串的属性由BL寄存器提供，而CX寄存器提供字符串长度（以B为单位），显示后光标位置不变，即显示前的光标位置。
- AL=01h：同AL=00h，但光标会移动至字符串尾端位置。
- AL=02h：字符串属性由每个字符后面紧跟的字节提供，故CX寄存器提供的字符串长度改成以Word为单位，显示后光标位置不变。
- AL=03h：同AL=02h，但光标会移动至字符串尾端位置。
- CX=字符串的长度。
- DH=游标的坐标行号。
- DL=游标的坐标列号。
- ES:BP=>要显示字符串的内存地址。
- BH=页码。
- BL=字符属性/颜色属性。
- bit 0~2：字体颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
- bit 3 ：字体亮度（0：字体正常，1：字体高亮度）。
- bit 4~6：背景颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
- bit 7：字体闪烁（0：不闪烁，1：字体闪烁）
我们注意到这里执行的是光标移动到字符串尾端位置的写入模式，通过规定cx，规定了字符串的长度。我们尝试加长字符串的长度，但不更改cx会发生什么样的事情：我们将下面的
StartBootMessage
部分更改为：
StartBootMessage: db "01234567891011121314151617181920"
随后进行查看，结果如下：
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