30天自制操作系统merk11的第三天
导入了32位模式，终于可以开始使用c语言了
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制作真正的IPL
先上参考代码haribote-ipl
目的：读入10个柱面
; haribote-ipl; TAB=4
CYLS EQU 10 ; 声明CYLS=10
ORG 0x7c00 ; 指明程序装载地址
; 标准FAT12格式软盘专用的代码 Stand FAT12 format floppy code
JMP entry
DB 0x90
DB "HARIBOTE" ; 启动扇区名称（8字节）
DW 512 ; 每个扇区（sector）大小（必须512字节）
DB 1 ; 簇（cluster）大小（必须为1个扇区）
DW 1 ; FAT起始位置（一般为第一个扇区）
DB 2 ; FAT个数（必须为2）
DW 224 ; 根目录大小（一般为224项）
DW 2880 ; 该磁盘大小（必须为2880扇区1440*1024/512）
DB 0xf0 ; 磁盘类型（必须为0xf0）
DW 9 ; FAT的长度（必须9扇区）
DW 18 ; 一个磁道（track）有几个扇区（必须为18）
DW 2 ; 磁头数（必须为2）
DD 0 ; 不使用分区，必须是0
DD 2880 ; 重写一次磁盘大小
DB 0,0,0x29 ; 意义不明（固定）
DD 0xffffffff ; （可能是）卷标号码
DB "HARIBOTEOS " ; 磁盘的名称（必须为11字节，不足填空格）
DB "FAT12 " ; 磁盘格式名称（必须8字节，不足填空格）
RESB 18 ; 先空出18字节
; 程序主体
entry:
MOV AX,0 ; 初始化寄存器
MOV SS,AX
MOV SP,0x7c00
MOV DS,AX
; 读取磁盘
MOV AX,0x0820
MOV ES,AX
MOV CH,0 ; 柱面0
MOV DH,0 ; 磁头0
MOV CL,2 ; 扇区2
readloop:
MOV SI,0 ; 记录失败次数寄存器
retry:
MOV AH,0x02 ; AH=0x02 : 读入磁盘
MOV AL,1 ; 1个扇区
MOV BX,0
MOV DL,0x00 ; A驱动器
INT 0x13 ; 调用磁盘BIOS
JNC next ; 没出错则跳转到next
ADD SI,1 ; 往SI加1
CMP SI,5 ; 比较SI与5
JAE error ; SI >= 5 跳转到error
MOV AH,0x00
MOV DL,0x00 ; A驱动器
INT 0x13 ; 重置驱动器
JMP retry
next:
MOV AX,ES ; 把内存地址后移0x200（512/16十六进制转换）
ADD AX,0x0020
MOV ES,AX ; ADD ES,0x020因为没有ADD ES，只能通过AX进行
ADD CL,1 ; 往CL里面加1
CMP CL,18 ; 比较CL与18
JBE readloop ; CL <= 18 跳转到readloop
MOV CL,1
ADD DH,1
CMP DH,2
JB readloop ; DH < 2 跳转到readloop
MOV DH,0
ADD CH,1
CMP CH,CYLS
JB readloop ; CH < CYLS 跳转到readloop
; 读取完毕，跳转到haribote.sys执行！
MOV [0x0ff0],CH ; IPLがどこまで読んだのかをメモ
JMP 0xc200
error:
MOV SI,msg
putloop:
MOV AL,[SI]
ADD SI,1 ; 给SI加1
CMP AL,0
JE fin
MOV AH,0x0e ; 显示一个文字
MOV BX,15 ; 指定字符颜色
INT 0x10 ; 调用显卡BIOS
JMP putloop
fin:
HLT ; 让CPU停止，等待指令
JMP fin ; 无限循环
msg:
DB 0x0a, 0x0a ; 换行两次
DB "load error"
DB 0x0a ; 换行
DB 0
RESB 0x7dfe-$ ; 填写0x00直到0x001fe
DB 0x55, 0xaa
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切换画面模式&进入32位模式
; haribote-os boot asm; TAB=4
BOTPAK EQU 0x00280000 ; 加载bootpack
DSKCAC EQU 0x00100000 ; 磁盘缓存的位置
DSKCAC0 EQU 0x00008000 ; 磁盘缓存的位置（实模式）
; BOOT_INFO相关
CYLS EQU 0x0ff0 ; 引导扇区设置
LEDS EQU 0x0ff1
VMODE EQU 0x0ff2 ; 关于颜色的信息
SCRNX EQU 0x0ff4 ; 分辨率X
SCRNY EQU 0x0ff6 ; 分辨率Y
VRAM EQU 0x0ff8 ; 图像缓冲区的起始地址
ORG 0xc200 ; 这个的程序要被装载的内存地址
; 画面モードを設定
MOV AL,0x13 ; VGA显卡，320x200x8bit
MOV AH,0x00
INT 0x10
MOV BYTE [VMODE],8 ; 屏幕的模式（参考C语言的引用）
MOV WORD [SCRNX],320
MOV WORD [SCRNY],200
MOV DWORD [VRAM],0x000a0000
; 通过BIOS获取指示灯状态
MOV AH,0x02
INT 0x16 ; keyboard BIOS
MOV [LEDS],AL
; 防止PIC接受所有中断
; AT兼容机的规范、PIC初始化
; 然后之前在CLI不做任何事就挂起
; PIC在同意后初始化
MOV AL,0xff
OUT 0x21,AL
NOP ; 不断执行OUT指令
OUT 0xa1,AL
CLI ; 进一步中断CPU
; 让CPU支持1M以上内存、设置A20GATE
CALL waitkbdout
MOV AL,0xd1
OUT 0x64,AL
CALL waitkbdout
MOV AL,0xdf ; enable A20
OUT 0x60,AL
CALL waitkbdout
; 保护模式转换
[INSTRSET "i486p"] ; 说明使用486指令
LGDT [GDTR0] ; 设置临时GDT
MOV EAX,CR0
AND EAX,0x7fffffff ; 使用bit31（禁用分页）
OR EAX,0x00000001 ; bit0到1转换（保护模式过渡）
MOV CR0,EAX
JMP pipelineflush
pipelineflush:
MOV AX,1*8 ; 写32bit的段
MOV DS,AX
MOV ES,AX
MOV FS,AX
MOV GS,AX
MOV SS,AX
; bootpack传递
MOV ESI,bootpack ; 源
MOV EDI,BOTPAK ; 目标
MOV ECX,512*1024/4
CALL memcpy
; 传输磁盘数据
; 从引导区开始
MOV ESI,0x7c00 ; 源
MOV EDI,DSKCAC ; 目标
MOV ECX,512/4
CALL memcpy
; 剩余的全部
MOV ESI,DSKCAC0+512 ; 源
MOV EDI,DSKCAC+512 ; 目标
MOV ECX,0
MOV CL,BYTE [CYLS]
IMUL ECX,512*18*2/4 ; 除以4得到字节数
SUB ECX,512/4 ; IPL偏移量
CALL memcpy
; 由于还需要asmhead才能完成
; 完成其余的bootpack任务
; bootpack启动
MOV EBX,BOTPAK
MOV ECX,[EBX+16]
ADD ECX,3 ; ECX += 3;
SHR ECX,2 ; ECX /= 4;
JZ skip ; 传输完成
MOV ESI,[EBX+20] ; 源
ADD ESI,EBX
MOV EDI,[EBX+12] ; 目标
CALL memcpy
skip:
MOV ESP,[EBX+12] ; 堆栈的初始化
JMP DWORD 2*8:0x0000001b
waitkbdout:
IN AL,0x64
AND AL,0x02
JNZ waitkbdout ; AND结果不为0跳转到waitkbdout
RET
memcpy:
MOV EAX,[ESI]
ADD ESI,4
MOV [EDI],EAX
ADD EDI,4
SUB ECX,1
JNZ memcpy ; 运算结果不为0跳转到memcpy
RET
; memcpy地址前缀大小
ALIGNB 16
GDT0:
RESB 8 ; 初始值
DW 0xffff,0x0000,0x9200,0x00cf ; 写32bit位段寄存器
DW 0xffff,0x0000,0x9a28,0x0047 ; 可执行的文件的32bit寄存器（bootpack用）
DW 0
GDTR0:
DW 8*3-1
DD GDT0
ALIGNB 16
bootpack:
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实现HLT
; naskfunc; TAB=4
[FORMAT "WCOFF"] ; 制作目标文件的模式
[BITS 32] ; 制作32位模式用的机器语言
; 制作目标文件的信息
[FILE "naskfunc.nas"] ; 源文件名信息
GLOBAL _io_hlt ; 程序中包含的函数名
; 以下是实际的函数
[SECTION .text] ; 目标文件中写了这些后再写程序
_io_hlt: ; void io_hlt(void);
HLT
RET
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C语言
/* 告诉C编译器，有一个函数在别的文件里 */void io_hlt(void);
/* 是函数声明却不用{}，而用;，这表示的意思是：
函数在别的文件中，你自己找一下 */
void HariMain(void)
{
fin:
io_hlt(); /* 执行naskfunc.nas中的_io_hlt函数 */
goto fin;
}
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汇编语言学习
EQU:相当于c语言中的#define
JC:是“jump if carry”的缩写，意思 是如果进位标志（carry flag）是1的话，就跳转。
JB:是“jump if below”的缩写。翻译过 来就是：“如果小于的话，就跳转。”
在BIOS中：
AH=0x02;（读盘） AH=0x03;（写盘）
AH=0x04;（校验） AH=0x0c;（寻道）
AL=处理对象的扇区数;（只能同时处理连续的扇区）
CH=柱面号 &0xff;
CL=扇区号（0-5位）|（柱面号&0x300）>>2;
DH=磁头号;
DL=驱动器号；
ES:BX=缓冲地址；(校验及寻道时不使用)
返回值： (这边的返回值配合了JC的使用)
FLACS.CF == 0：没有错误，AH==0
FLAGS.CF == 1：有错误，错误号码存入AH内（与重置（reset）功能一样）
设置显卡模式：
AH=0x00;
AL=模式：（省略了一些不重要的画面模式）
0x03：16色字符模式，80 × 25
0x12：VGA 图形模式，640 × 480 × 4位彩色模式，独特的4面存储模式
0x13：VGA 图形模式，320 × 200 × 8位彩色模式，调色板模式
0x6a：扩展VGA 图形模式，800 × 600 × 4位彩色模式，独特的4面存储模式 （有的显卡不支持这个模式）
返回值：无
计算机组成学习
软盘
沿半径方向分割成18个扇区
按同心圆方式分割成80个柱面
由于磁盘正反两面都能记录数据，所以有两个磁头
一般向一个空软盘保存文件时
(1) 文件名会写在0x002600以后的地方；
(2) 文件的内容会写在0x004200以后的地方。
编译原理学习
自己的理解：
.c文件首先gcc编译器的处理下，生成.gas文件，
.gas文件接着生成.obj目标文件
.obj目标文件在通过link后生成.bim文件
.bim虽然是二进制映像文件但是缺少一下必要的文件头和压缩
所以还需加工成.hrb真正的完整的机器语言文件
笔者对编译过程解释见原著：
首先，使用cc1.exe从bootpack.c生成bootpack.gas。
第二步，使用gas2nask.exe从bootpack.gas生成bootpack.nas。
第三步，使用nask.exe从bootpack.nas生成bootpack.obj。
第四步，使用obi2bim.exe从bootpack.obj生成bootpack.bim。
最后，使用bim2hrb.exe从bootpack.bim生成bootpack.hrb。
这样就做成了机器语言，再使用copy指令将asmhead.bin与bootpack.hrb单纯结合到起来， 就成了haribote.sys。
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