写一个引导程序（boot loader）（翻译）

2019年9月28日 158次阅读 来源: Salamander

环境

首先，你需要安装NASM汇编器和QEMU来模拟一个虚拟机。用QEMU很好，因为我们不用担心有时候不小心写了烂的OS代码而把硬件给搞坏了;) 。在win 10的wsl或Ubuntu上你可以用这个命令来安装它们（之前可以用sudo apt-get update更新一下软件源）：

sudo apt-get install nasm qemu

在Mac上你可以使用homebrew：

brew install nasm

在win 10上，你还要安装X Server，这样QEMU就可以从WSL中打开一个窗口。

Hello World的Bootloader

我们将编写一个软盘引导加载程序，它不需要我们处理文件系统，这有助于使事情尽可能简单。
《写一个引导程序（boot loader）（翻译）》
当你按下电源键时候，计算机从存储在主板上的闪存加载BIOS。BIOS对硬件进行初始化和自测试，然后将第一个512字节从媒体设备（即CDROM或软盘）加载到存储器中。如果最后两个字节等于0xAA55，那么BIOS将跳转到位置0x7C00，有效地将控制转移到引导加载程序。
此时CPU以16位模式运行，这意味着只有16位寄存器可用。此外，由于BIOS只加载前512个字节，这意味着我们的引导加载代码必须保持在该限制之下，否则我们将击中未初始化的内存！

让我们把Help World World打印到屏幕上。要做到这一点，我们将使用“TTY模式下的写入字符”BIOS中断调用和加载字符串字节指令LoBSB，将地址DS:SI中的字节加载到AL中。下面是：

bits 16 ; tell NASM this is 16 bit code
org 0x7c00 ; tell NASM to start outputting stuff at offset 0x7c00
boot:
    mov si,hello ; point si register to hello label memory location
    mov ah,0x0e ; 0x0e means 'Write Character in TTY mode'
.loop:
    lodsb
    or al,al ; is al == 0 ?
    jz halt  ; if (al == 0) jump to halt label
    int 0x10 ; runs BIOS interrupt 0x10 - Video Services
    jmp .loop
halt:
    cli ; clear interrupt flag
    hlt ; halt execution
hello: db "Hello world!",0

times 510 - ($-$$) db 0 ; pad remaining 510 bytes with zeroes
dw 0xaa55 ; magic bootloader magic - marks this 512 byte sector bootable!

你可以使用nasm来编译它（把它保存为boot1.asm）

nasm -f bin boot1.asm -o boot1.bin

如果我们运行hexdump boot1.bin，我们可以看到NASM创建了一些代码，填充了一些零点，然后将最后两个字节设置为幻数。

0000000 10be b47c ac0e c008 0474 10cd f7eb f4fa
0000010 6548 6c6c 206f 6f77 6c72 2164 0000 0000
0000020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
00001f0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 aa55
0000200

现在我们可以运行这个东西！你可以告诉QEMU使用qemu-system-x86_64 -fda boot1.bin引导软盘。在win 10上，你之前还应该设置环境变量SET DISPLAY=:0（这个其实是指定了X Server的地址）。
你应该得到这样的东西！
《写一个引导程序（boot loader）（翻译）》

原文链接

    原文作者：Salamander
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000015560552
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