所需的基础知识

这里是我需要写的    《操作系统原理及实践》的草稿，只是一个框架，会有一些省略的地方，比如图表，文字也是一些大纲性质的，并没做很细致的说明，但是代码是可以保证的，代码分析相对简单，为什么这么做的说明也是一个提示性的文字，这些会在后面进行补充。如果有心学，并没有太大的困难。

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这里，我将通过一个小型的操作系统来讲解操作系统原理，这个操作系统我把他命名为Lenix，因为这个系统是学习用的，所以用了Learn这个词，然后随大流的用了ix后缀，就有了Lenix这个名字，也就是学习用的os。呵呵，我有两个操作系统了，一个SHEMOX，一个lenix。

    因为是学习用的，所以我就避开了一些很重要，但实际上不属于操作系统核心的内容，比如保护模式、系统引导。这两项内容，让很多想动手的人望而却步。当然，这也有很大一部分原因是目前流传的资料误导而造成的。这些所谓的操作系统编写教程或者书籍，一开篇就讲这两样，而且还是用汇编来写的代码，写的人也许懂，但可以保证，单单看这些资料，肯定看不懂，还得去找相应的保护模式的资料，学了一遍，在会过头来学操作系统。通常情况就是学会保护模式了，能引导机器了，就以为自己能写操作系统了。但实际上到了这一步，连OS的边都没摸着。废话不多说了。

Lenix使用BC3.1，在DOS下开发。BC31可以编译汇编文件，这就不必使用多种开发工具了。当然，这也会受到一定的限制，就是一些286以后的指令不能使用，比如pusha，还有就是寄存器的使用会受到限制，现在的汇编中，可以使用任何一个寄存器作为基址寄存器，可以写 mov ebx,[eax + 8]这样的程序，但是在BC31中，只能用bx、bp来做基址寄存器，也就是必须写为 mov ax,[bx + 2]，注意16位和32位的区别啊。

而硬件方面，甚至可以跳过硬件初始化的过程，因为DOS已经初始化好了。但是为了给大家一个比较完整的概念，Lenix还是会对基本的硬件进行初始化，其实最主要的就是初始化8259中断控制器和时钟。别的硬件暂时还不用。在正式进入操作系统理论学习前，还是要进行一个基础训练的。

实验环境嘛，现在虚拟机很多，任选一个就可以，我选择了VPC，因为VPC的文件夹共享功能很方便。我是把一个文件夹设置为VPC中的一个盘，用VS写程序，然后在VPC的DOS中进行编译。可以方便的利用当前方便的工具。

第一个基础是：直接写屏。

感觉比较怪异吧？为什么是这个呢？这时因为，直接写屏是为了调试。调试就要输出信息，直接写屏是输出信息的第一步。所以直接写屏程序是写操作系统第一步。

定义一个变量

word_t con_attr;

这个变量是显示属性，可以通过改变这个变量来改变字符的显示状态。

word_t类型是在type.h文件中定义的

typedef unsigned char byte_t;

typedef unsigned short  word_t;

定义几个函数

/*
 *  Con_write_byte:向屏幕指定位置写入一个字节
 */
void        Con_write_byte(int pos,const byte_t dat)
{
    pos *= 2;                   /*  计算具体的内存地址，相对显存起始地址  */
    
    asm{
        mov     bx,pos;
        mov     ax,con_attr;
        push    es  ;           /*  保存ES段寄存器      */
        mov     dx,0B800h
        mov     es,dx;          /*  将ES设置为显存段    */
        mov     al,dat
        mov     es:[bx],ax;     /*  写显存              */
        pop     es;             /*  恢复ES段寄存器      */
    }
}

/*
 *  Con_cls:清屏。
 */
void        Con_cls(void)
{
    int x = 0;
    
    while ( x < 80*25 )
        Con_write_byte(x++,0x0720);
}

/*
 *  Con_write_string:向屏幕输出数据，遇到0则停止输出，但是数据不一定是字符串，当然，我的本意是输出字符串。
 */
int         Con_write_string(int x,int y ,const char * string)
{
    const char * str;
    
    str = string;
    x  += y * 80;
    
    while( *str)
        Con_write_byte(x++,(const byte_t)*str++);
    
    return str - string;
}

/*
 *  Con_write:向屏幕输出指定长度的数据，不一定是字符。
 */
void        Con_write(int x,int y,const byte_t * buffer,int size)
{
    x  += y * 80;
    
    for( ;size--; )
        Con_write_byte(x++,*buffer++);
}

 

测试一下：

void main(void)
{
    Con_cls();
    Con_write_string(40,10,"lenix write consol");    
}

看看测试结果

在这里，假设显示模式是80*25。

直接写屏，其实就是直接操作显存，在通常情况下，显存是安排在物理内存0xB8000处，在字符模式下，每个字符用两个字节表示，高字节是显示属性，用来控制字符的前景和背景，低字节就是字符本身。具体的格式这里就不画了，如果出书了，在书上画。

在处理显存的时候，直接将段寄存器设置为B800，利用CPU处理地址的方式，