30天自制OS学习笔记（二）汇编语言学习与Makefile入门

最新推荐文章于 2025-08-08 15:24:25 发布

荒原Plus

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分类专栏：《30天自制操作系统》学习笔记文章标签：汇编 Makefile 操作系统

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本文详细介绍了使用汇编语言编写启动程序的过程，并通过Makefile自动化构建流程。讲解了关键汇编指令如HLT、INT的功能，以及寄存器的作用。同时，提供了Makefile的基本格式与使用方法，演示了如何通过Makefile生成目标文件并运行。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

（二）汇编语言学习与Makefile入门

上一节中helloos.nas中的代码继续用汇编语言改写：

; hello-os
; TAB=4

		ORG		0x7c00			;指明程序的装载地址
		
; 以下这段是标准FAT12格式软盘专用的代码

		
		JMP		entry
		DB		0x90
		DB	  "HELLOIPL"	;启动区的名称可以是任意的字符串（8字节）
		DW	  512			;每个扇区（sector）的大小（必须为512字节）
		DB	  1				;簇（cluster）的大小（必须为1个扇区）
		DW 	  1				;FAT的起始位置（一般从第一个扇区开始）
		DB        2				;FAT的个数（必须为2）
		DW	  224		    ;根目录的大小（一般为224项）
		DW	  2880			;该磁盘的大小（必须是2880扇区）
		DB	  0xf0		    ;磁盘的种类（必须是0xf0）
		DW	  9				;FAT的长度（必须是9扇区）
		DW	  18			;一个磁道（track）有几个扇区（必须是18）
		DW        2				;磁头数（必须是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	  "HELLO-OS   " ;磁盘的名称（11字节）
                DB	  "FAT12   "    ;磁盘格式名称（8字节）
                RESB      18			;先空出18字节		

;程序核心

entry:
		MOV             AX,0			;初始化寄存器
		MOV             SS,AX
		MOV	      SP,0x7c00
		MOV	      DS,AX
		MOV	      ES,AX

		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  等待命令
		JMP		fin				; 无限循环

msg:
		DB		0x0a, 0x0a		; 换行两次
		DB		"hello, world"
		DB		0x0a			; 换行
		DB		0

		RESB	        0x7dfe-$		; 
		DB		0x55, 0xaa

helloos.nas的后半部分代码砍掉了，因为要制作启动区只需要前512字节，所以上述代码段的文件名字也改为了ipl.nas

ORG指令会告诉nask，在程序运行时将这些指令装载到内存的那个地址，另外有了这条指令，$的含义不再是指输出文件的第几个字节，而是代表将要读入的内存地址。

entry是标签的声明，用于指定JMP指令的跳转目的地等。

HLT是让CPU停止动作的指令，不过并不是彻底的停止，而是让CPU进入待机状态，只要外部发生变化，比如按下键盘或移动鼠标，CPU就会醒过来。

INT是软件中断指令，源于interrupt 电脑里有个名为BIOS(basic input output system)的程序，出厂时就租装在电脑主板上的ROM（read only memory）单元里，为操作系统开发人员准备的各种函数操作的集合，而INT就是用来调用这些函数的指令，INT后面跟一个数字，使用不同的数字调用不同的函数。内存的0号地址，最开始的那部分，是BIOS用来实现各种不同功能的地方，不能随便使用，另外在内存的0xf0000号地址附近，还放着BIOS程序本身，也是不能用的。

CPU里有一种名为寄存器的存储电路，相当于机器语言中的变量。具有代表性的寄存器有以下8个：（16位，X是扩展的意思，之前寄存器是8位的）
在这里插入图片描述
即使这个八个寄存器全加起来，CPU也仅仅存储16个字节。

段寄存器（segment register，16位）：

可以用寄存器指定内存地址的寄存器非常有限，只有BX，BP，SI，DI。

一些汇编语言的知识：
在这里插入图片描述

关于Makefile
Makefile就像一个非常聪明的批处理文件，需要调用make.exe让Makefile发挥作用，它是和 make 命令一起配合使用的。
Makefile基本格式如下:

target … : prerequisites …
       command
       …
       …

其中,
target - 目标文件, 可以是 Object File, 也可以是可执行文件
prerequisites - 生成 target 所需要的文件或者目标
command - make需要执行的命令 (任意的shell命令), Makefile中的命令必须以 [tab] 开头

Makefile文件内容如下：

# 默认操作
default :
	../z_tools/make.exe img

# 文件生成规则

ipl.bin : ipl.nas Makefile
	../z_tools/nask.exe ipl.nas ipl.bin ipl.lst

helloos.img : ipl.bin Makefile
	../z_tools/edimg.exe   imgin:../z_tools/fdimg0at.tek \
		wbinimg src:ipl.bin len:512 from:0 to:0   imgout:helloos.img

# 命令

asm :
	../z_tools/make.exe -r ipl.bin

img :
	../z_tools/make.exe -r helloos.img

run :
	../z_tools/make.exe img
	copy helloos.img ..\z_tools\qemu\fdimage0.bin
	../z_tools/make.exe -C ../z_tools/qemu

install :
	../z_tools/make.exe img
	../z_tools/imgtol.com w a: helloos.img

clean :
	-del ipl.bin
	-del ipl.lst

src_only :
	../z_tools/make.exe clean
	-del helloos.img