一、准备工作

1. 本章使用的工具

• FloppyWriter.exe 软盘绝对扇区读写工具，各大下载网站能下载到
• nasm ：https://www.nasm.us/pub/nasm/releasebuilds/2.15.04rc5/win64/nasm-2.15.04rc5-win64.zip
• 一个1.44M的磁盘镜像 可以从网上下载一个 TINIX.IMG
• Virtual Box虚拟机
• DOS Box
• vscode安装HexDump插件

2. 关于nasm一些语法说明

nasm使用的是AT&T汇编的语法 ， 其中：

• 关键字要求使用小写（作为对比Intel汇编语言要求使用大写）
• 赋值方向：第一个是源操作数，第二个是目的操作数，赋值方向从左向右（作为对比Intel正好相反）
• 使用寄存器前加%，使用立即数前加 $
• 远跳转指令和远调用指令要加前缀l（Intel使用FAR关键字）
• 内存间接寻址使用 ()（Inten使用[]）
• 指令后缀，b字节，w字，l双字,q四字；f前跳转，b后跳转。
• $ 表示当前行被编译后的地址
• $$ 表示一个section开始的位置
• [] 如果不加[]引用变量，NASM认为在引用该变量的地址。如果要访问里面的值，就要加[]

一段代码示例：

二、8086的内存分布

8086 地址位长度是20，1M的寻址空间。这1M的空间是按如下进行分配的：

起始	结束	大小	作用
FFFF0	FFFFF	16B	BIOS的入口地址，此地址也属于BIOS代码，同样属于顶部的640K字节。此处16字节的内容是跳转指令jmp f0000:e05b
F0000	FFFEF	64K-16B	系统BIOS范围是F0000~FFFFF共640K
C8000	EFFFF	160K	映射硬件适配器的ROM或内存映射式I/O
C0000	C7FFF	32K	显示适配器BIOS
B8000	BFFFF	32K	用于文本模式显示适配器
B0000	B7FFFF	32K	用于黑白显示适配器
A0000	AFFFF	64K	用于彩色显示适配器
9FC00	9FFFF	1K	EBDA扩展BIOS数据区
7E00	9FBFF	622080B 约608K	可用区域
7C00	7DFF	512B	MBR被BIOS加载到此处
500	7BFF	30464B约30K	可用区域
400	4FF	256B	BIOS 数据区
000	3FF	1K	中断向量表

高于 1M的是高位内存区和扩展内存。80386,80486,奔腾等最高寻址4G空间。

三、8086的启动流程

1. 计算机上电后，CPU跳到0xFFFF0位置
2. 跳转F000:E05B运行BIOS
3. BIOS 运行完，最后一步检查0盘0道1扇区，如果这个扇区最后两字节是0x55,0xaa，bios就把这个扇区的内容加载到0x7c00，使用语句 jmp 0:7c00。
4. 系统进入 MBR，即运行0x7c00处程序。

下面就写一段程序加载到7c00，让计算机来引导看是否能启动。

四、编译引导程序

org 07c00h    ; 告诉编译器程序加载到7c00处

mov ax, cs    ; 将代码段地址加载到ax中
mov ds, ax    ; 将ds寄存器设置为代码段地址，以便访问数据
mov es, ax    ; 将es寄存器也设置为代码段地址，方便后续操作

call DispStr  ; 调用显示字符串的例程

jmp $         ; 无限循环，$代表当前汇编行的地址

DispStr:      ; 显示字符串的例程
mov ax, BootMessage    ; 将字符串的首地址加载到ax中
mov bp, ax             ; 将ax中的地址传递给bp，设置ES:BP为字符串地址
mov cx, 16             ; 字符串长度为16个字符
mov ax, 01301h         ; AH = 13h（函数号），AL = 01h（显示模式）
mov bx, 000ch          ; 页面号为0，黑底红字
mov dl, 0              ; dl = 0，表示在当前显示页中显示
int 10h                ; 调用BIOS的INT 10h中断，进行显示操作
ret                    ; 返回

BootMessage: db "Hello, MY OS!" ; 想要在屏幕上显示的字符串
times 510-($-$$) db 0            ; 用0填充剩余的空间，使得生成的二进制代码恰好为512字节
dw 0xaa55                         ; 引导扇区结束标志

把代码保存到nasm的目录，编译：

nasm boot.asm -o boot.bin

五、制作虚拟软盘

1. 把 TINIX.IMG 也放到nasm目录 ，改名 MYOS.IMG

2. 打开FloppyWrite.exe

选择Write File to Image
提示选择文件先选择Boot.bin,第二次弹窗选择MYOS.IMG

六、建立一个虚拟机

1. 随便新建一个虚拟机

2. 添加软盘控制器

添加后的效果：

3. 启动虚拟机

要退出的话需要强制退出。

七、调试引导程序的方法

修改上面代码，把org 07c00h改成 org 0100h ， 即将程序的起始地址从引导扇区的标准地址0x7c00 修改为 0x0100。这个改变将使得编译后的程序不再是一个完整的引导扇区，而是一个简单的 .com 文件。

在 DOS 系统中，.com 文件是一种不含有分段信息的简单可执行文件格式。它们被设计成加载到内存的某个地址并直接执行。由于.com文件不包含任何标准的头部信息或分段信息，它们的加载地址是固定的，即始终加载到内存的 0x0100 地址处。

在 DOSBox 或类似的环境中，可以直接运行这个 .com 文件，因为它们是合法的可执行文件，并且在 DOS 中以 .com 文件格式执行。

下面使用nasm的预编译宏切换org语句加载的地址：

;%define _BOOT_DEBUG_   ; 做Boot Sector时把这行注释掉
						; 启用这行就用nasm Boot.asm -o Boot.com生成.com文件用于调试
						
%ifdef _BOOT_DEBUG_
   org  0100h
%else
   org 07c00h
%endif


mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax
call DispStr ; 调用显示字符串例程
jmp $ ; 无限循环

DispStr:
mov ax, BootMessage
mov bp, ax ; ES:BP = 串地址
mov cx, 16 ; CX = 串长度
mov ax, 01301h ; AH = 13,  AL = 01h
mov bx, 000ch ; 页号为0(BH = 0) 黑底红字(BL = 0Ch,高亮)
mov dl, 0
int 10h ; 10h 号中断
ret

BootMessage: db "Hello, MY OS!" ; 想要开机后在屏幕上显示的字符串
times  510-($-$$) db 0 ; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节
dw  0xaa55 ; 结束标志

八、使用vscode查看镜像内容

VsCode安装 HexDump插件后，在要查看的文件点击键，选择ShowHexdump就可以来查看磁盘镜像的内容：

这里可以看到前512字节就是自己写的汇编程序，以55AA结束。

本文学习资源来自《自己动手写操作系统》于渊 电子工业出版社。