编程过把瘾：自己动手写操作系统

bootmesgdb"OurOSbootsectorloading......"
pm_mesgdb"tchingtoprotectedmode...."
dw512;每一扇区的字节数
db1;每一簇的扇区数
dw1;保留的扇区号
db2
dw0x00e0
dw0x0b40
db0x0f0
dw9
dw18
dw2;读写扇区号
dw0;隐藏扇区号
print_mesg:
movah,0x13;使用中断10h的功能13，在屏幕上写一个字符串
moval,0x00;决定调用函数后光标所处的位置
movbx,0x0007;设置显示属性
movcx,0x20;在此字符串长度为32
movdx,0x0000;光标的起始行和列
int0x10;调用BIOS的中断10h
ret;返回调用程序
get_key:
movah,0x00
int0x16;Get_key使用中断16h的功能0，读取下一个字符
ret
clrscr:
movax,0x0600;使用中断10h的功能6，实现卷屏，如果al=0则清屏
movcx,0x0000;清屏
movdx,0x174f;卷屏至23，79
movbh,0;使用颜色0来填充
int0x10;调用10h中断
ret
begin_boot:
callclrscr;先清屏
mov,bootmesg;提供串地址
callprint_mesg;输出信息
callget_key;等待用户按下任一键
bits16
callclrscr;清屏
movax,0xb800;使gs指向显示内存
movgs,ax;在实模式下显示一个棕色的A
movword[gs:0],0x641;显示
callget_key;调用Get_key等待用户按下任一键
mov,pm_mesg;设置串指针
callprint_mesg;调用prin

您正在看的DOS教程是:编程过把瘾：自己动手写操作系统。t_mesg子程序
callget_key;等待按键
callclrscr;清屏
cli;关中断
lgdt[gdtr];加载GDT
moveax,cr0
oral,0x01;设置保护模式位
movcr0,eax;将更改后的字送至控制寄存器中
jmpcodesel:go_pm
bits32
go_pm:
movax,datasel
movds,ax;初始化ds和es，使其指向数据段
moves,ax
movax,videosel;初始化gs，使其指向显示内存
movgs,ax
movword[gs:0],0x741;在保护模式下显示一个白色的字符A
in:jmpin;循环
bits16
gdtr:
dwgdt_end-gdt-1;gdt的长度
ddgdt;gdt的物理地址
gdt
nullselequ$-gdt;$指向当前位置，所以nullsel=0h
gdt0;空描述符
dd0
dd0;所有的段描述符都是64位的
codeselequ$-gdt;这是8h也就是gdt的第二个描述符
code_gdt
dw0x0ffff;段描述符的界限是4Gb
dw0x0000
db0x00
db0x09a
db0x0cf
db0x00
dataselequ$-gdt
data_gdt
dw0x0ffff
dw0x0000
db0x00
db0x092
db0x0cf
db0x00
videoselequ$-gdt
dw3999
dw0x8000;基址是0xb8000
db0x0b
db0x92
db0x00
db0x00
gdt_end
times510-($-$$)db0
dw0x0aa55


把上面的代码存在一个名为abc.asm的文件之中，使用命令nasmabc.asm，将得出一个名为abc的文件。然后插入软盘，输入命令：ddif=abcof=/dev/fd0。该命令将把文件abc写入到软盘的第一扇区之中。然后重新启动系统，就会看到如下的信息：

*Ourosbooting................
*A(棕色)
*tchingtoprotectedmode....
*A(白色)


对代码的解释

上面给出了所有的代码，下面我对上述代码做一些解释。

◆使用的函数

下面是代码中一些函数的说明：

print_mesg该子程序使用了BIOS中断10h的功能13h，即向屏幕写一字符串。属性控制是通过向一些寄存器中送入不同的值来实现的。中断10h是用于各种字符串操作，我们把子功能号13h送到ah中，用于指明要打印一个字符串。al寄存器中的0说明了光标返回的起始位置，0表示调用函数后光标返回到下一行的行首。如果al为1则表示光标位于最后一个字符处。

显存被分成了几页，在同一时刻只能显示其中的一页。bh指明的是页号；bl则指明要显示字符的颜色；cx指明要显示字符串的长度；dx指明光标的位置(即起始的行和列)。所有相关寄存器初始化完成以后，就可以调用BIOS中断10h了。

get_key使用中断16h的子功能00h，从屏幕得到下一个字符。

clrscr该函数使用了中断10h的另外一个子功能06h，用于输出开始前清屏。初始化时给al中送入0。寄存器cx和dx指明要清屏的屏幕范围，在本例中是整个屏幕。寄存器bh指明屏幕填充的颜色，在本例中是黑色。

◆其它内容

程序一开始是一条短跳转指令，跳到begin_boot处。在实模式下，在此打印一个棕色的“A”，并且设置一个GDT。切换到保护模式，并且打印一个白色的“A”。这两种模式使用的都是自己的寻址方法。

在实模式下，使用段寄存器gs指示显存位置，我们使用的是CGA显卡(默认基址是0xb8000)。在代码中是不是漏了一个0呢？没有，因为实模式下会提供一个附加的0。这种方式也被80386继承下来了。A的ASCⅡ是0x41，0x06指明了需要一个棕色的字符。该显示会一直持续直至按下任意键。下面要在屏幕上显示一句话，告诉使用者下面马上要进入保护模式了。

启动到保护模式，在进行切换时不希望此时有中断的影响，故要关闭所有的中断(使用cli来实现)。然后对GDT初始化。在整个切换过程中，对4个描述符进行了初始化。这些描述符对代码段(code_gdt)、数据和堆栈段(data_gdt)，以及为了访问显存而对显示段进行初始化。此外，还会对一个空描述符进行初始化。

GDT的基址要加载至GDTR系统寄存器之中。gdtr段的第一个字加载的是GDT的大小，在下一个双字中则加载的是基址。然后，lgdt指令把把gdt段加载至GDTR寄存器中。现在已经做好了切换到保护模式前的所有准备。最后一件事情就是把CR0寄存器的PE位置1。不过，即使这样还没有处于保护模式状态之下。

设置了PE位以后，还需要通过执行JMP指令来清除处理器指令预取队列。在80386中，使用指令前总是先将其从内存中取出，并且进行解码和寻址。然而，当进入保护模式以后，预取指令信息(它还处于实地址模式)就无效了。使用JMP指令的目的就是强迫处理器放弃无效的信息。

现在，已经在保护模式下了。那么，如何检测是在保护模式状态之下呢？让我们来看一看屏幕上这个白色的字母A。在这里，使用了数据段选择符(datase1)对数据段和附加段进行了初始化，使用显示段选择符(videose1)对gs进行了初始化。告示的字符“A”其ASCⅡ值和属性位于[gs:0000]处，也就是b8000:0000处。循环语句使得该字符一直在屏幕上显示，直至重新启动系统。