自制操作系统---eposide 1

最新推荐文章于 2022-04-25 14:51:24 发布

原创最新推荐文章于 2022-04-25 14:51:24 发布 · 1.1k 阅读

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本文从计算机启动的源头出发，详细解析了从按下启动按钮到BIOS加载硬件驱动，再到操作系统启动的全过程。包括主板与CPU的交互、BIOS系统的运作机制以及如何通过修改硬盘分区来实现简易的系统加密。最后，通过一段汇编代码实例展示了如何调用显卡驱动在屏幕上显示字符，深入浅出地讲解了操作系统加载的基本原理。

引导入门：
站在一个外行的角度，所谓操作系统，其实是不存在的（你在说什么？），是的，不存在的，不管你信不信，你都要接受这个现实，你可以想象一下，电脑是如何启动的：

按动启动按钮，这里可能由一个简单的电路来实现接收按钮的按下操作，这可不是普通的船型开关，所以在电脑启动前，电脑必须加电的，船型开关，比如家里的电灯就不需要，直接上下拨动就表示开或者关
最先加电的是主板，它会尝试和CPU进行联络，确保CPU一切正常后，它会通过CPU的电路先将BIOS中存储的一部分硬件驱动加载到内存中去，所谓驱动，其实就是一些机器码，你可以想像得到，这时候没有java没有C没有任何编程语言，只有电路。
加载好了之后，主板尝试启动BIOS系统，它确实是一个系统，在内存中已经加载好了，这时候指令寄存器会确保跳转到内存中正确的位置进行启动
BIOS启动后，根据已经加载的硬件驱动，进行硬件的查找，比如显卡，键盘，鼠标，硬盘或者软驱，它会在找不到一些硬件的时候报错，当然有些坑爹的BIOS会在找不到键盘的时候进行如下提示：keyboard not found , press f1 to continue
然后，BIOS会根据用户设置的启动方式，按照启动顺序挨着盘地在可以搜索到的盘中查找操作系统，它查找操作系统的方式和我们正常人可不一样，当看到一个盘的时候，它把它的第一个柱面的第一个扇区拷贝到内存中去，然后查看第512个字节的位置，如果是一个启动盘，则它会继续执行里面的内容，这也就是所谓的启动区了，如果不是，pass，下一个
如果找到启动区，BIOS的就会把接力棒交给启动区去执行了，这时候启动区仍然可以调用BIOS已经加载好在内存中的驱动，这就是为啥我们写操作系统的时候，可以调用显卡驱动的原因。
那么如何让BIOS启动的时候，报系统找不到的错误呢？so easy，修改硬盘的第一个柱面第一个扇区的最后两个字符，甚至只修改一个就行，只要不是 0x55,0xaa 就可以，这样玩风险很大，玩不好挂掉整个硬盘不要怪我。不过你也可以为此专门只做只有你自己才可以打开的操作系统，你可以写个小程序，专门修改这个位置的字符，就达到了加密的目的，当你想启动系统的时候 ,再把它改过来。
正式接管系统之后，你可以做任何事情了，这时候想效用一下显卡显示个字符之类的都是小菜一叠。

下面就是直接调用显卡驱动，在屏幕上面显示一个字符的汇编源程序

MOV AL,'H'
MOV AH,0Xe
MOV BX,15
INT 0X10

RESB 0x1fe-$
DB 0x55,0xaa

这段程序的解释：
既然我们的操作系统，是写在BIOS已经加载好了之后，这时候我们已经可以加载BIOS为我们准备的显卡驱动了（显卡驱动？不是要等操作系统安装后安装吗？这里是什么？其实，每个显卡在设计的时候，都会遵循一个默认的显卡驱动，这个驱动可能很简单不会发挥出你显卡真正的威力，但是这是必要的，因为BIOS启动的时候，需要显示的东西，要通过这个显卡驱动完成，所以说这个显卡驱动，每个显卡都一样，你总不会说出了一款显卡，就要在BIOS里面加入新的驱动吧。）

我们这个程序，其实就是调用显卡驱动完成的，没有什么神奇的地方，后面的RESB 0x1fe- $，中的$ 符号，其实是计算前面已经有多少个字节的意思，所以 0x1fe正好就到了该写那两个字符的位置了，你懂的。
DB意思就是写一个字符，后面跟了 0x55 0xaa 就是表示写两个字符的意思，你懂的。

那么我们调用显卡显示字符，其实就是4行：

MOV AL,'H' ;
MOV AH,0Xe ;显示一个文字
MOV BX,15  ;调用显卡BIOS
INT 0X10   ;调用显卡BIOS

怎们样，简单不？这里甚至可以调用颜色呢：MOV BX,15 中传入的颜色值

今天写到这里，先上班了。