When Do We Write Our Chinese OS ? (1)

操作系统是计算机的核心，没有操作系统，一切计算机应用都免谈，但现在操作系统基本上被老外垄断，Windows就不说了，就算是Linux那也是泊来品，什么时候我们才能写出有中国特色的操作系统啊？

在工大，我们每个人都学过操作系统，我也一样，但老师教的那真的只是理论，一个实际的系统原比老师教的要复杂上一千万倍！然而，我们基本上没有可能实践的机会，就算是有一些实验，那也是停留在一个非常高的表层。我非常之笨，学完之后，还是不知系统是怎样从无到有，开始工作的。系统是怎样启动的？曾经把一段汇编代码写进了磁盘，但无论如何没将机器启动起来（原因现在已经清楚，稍后再谈）。想看看Linux的源码，但犹如天书！即使是Minix也非常之庞大，晦涉难懂！郁闷啊~~~，今天在网上无意间看见了一个老外写的E文，讲到此事，霍然开朗，在网上狂找了一堆E文后，最终将机器起启来了。（本人E文差得没底，基本上是用金山词霸配合联通国际在线翻译系统一句一句翻译的，痛苦啊！看来要想学好计算机E文不好还真不行：（，很多资料中文的就是没有，只有E文的，你咋办？）。现特将全过程描述一下，一来留个纪念，二来希望工大能有更多的人能对此感兴趣，超级大牛们早日写出我们自己的操作系统。Linux也是芬兰的一个大学生写的。

阅读本文最好有那么一丁点的汇编基础。另外，本人水平极其有限，对操作系统也不是很熟，对于论述中不计其数的错误，望大家原谅，千万不要来砍我~~~
首先，我要先说明一下计算机在你按下电源按钮后，计算机都做了什么
当你按下电源键的时候，同这个键相联的电线就会送出一个电信号给主板，主板将此电信号传给供电系统，供电系统开始工作，为整个系统供电，并送出一个电信号给BIOS，通知BIOS供电系统已经准备完毕。随后BIOS启动一个程序，进行主机自检，主机自检主要工作是确保系统的每一个部分都得到了电源支持，内存储器，主板上的其它芯片，键盘，鼠标，磁盘控制器及一些I/O端口正常可用，此后，自检程序将控制权还给BIOS。

接下来，BIOS开始启动操作系统。
BIOS将访问启动盘的第一个扇区（0磁道，1扇区，一共是512字节），BIOS将这第一扇区中的内容调入内存的0x7c00地址处，并开始执行它。这是启动系统的第一关，从此之后，系统就将控制权将给操作系统了，留下的事情就由你的程序来完成。

现在我们的任务就是写这样一个程序，系统将它称之为引导程序，用它来引导或说启动我们的计算机。它有如下两个特点：
1。大小只能是512字节，不能多一字节，也不能少一字节。因为BIOS只能读512字节的数据到内存中，多的部份BIOS不会理采
2。它必须以"55?AA"结尾，即最后两字节（511，512）必须是它们。这是引导区程序结束的标志，没有它BIOS不会将它作为引导程序看待。（我以前的程序没有执行，就是因为没有在这里写"55?AA"）
把这一程序放在磁盘的0磁道，1扇区里，这样，此磁盘就可以用来引导系统，而且是用的你自己做的引导程序！

在开始制作引导程序之前，先介绍一下怎样在Windows环境下进行这样的开发。

首先，需要一个实验环境，你当然可以就用真实的计算机，如果你有多台计算机的话，且不觉得麻烦的话。
这里我们使用虚拟机来进行实验，它与使用真实的计算机是一样的，不信待会儿你可以自己实验一下。
我用的是?MS?Virtual?PC，使用非常简单，这里就不多说了，它可以用一个1.44M大小的img文件，作为模拟软盘，因此，我们就只需把我们的引导程序写到一个img文件中，就如同写在了一张磁盘上面，就可以用它来引导系统。
启动虚拟机后，在Floopy菜单下，选Floopy?Disk?Image项，然后选到我们生成的那个img文件后，就可以了。

下面说说img文件的创建生成方法
要把引导程序写到这个1.44M的文件里面，我使用的是WinHex工具，它非常方便，可以直接通过拷贝完成二进制文件的写入，而且还可以创建指定大小的文件。
1.44M的img文件可以用WinHex来创建，点击新建按钮就行，大小输入1474560，单位字节。
到时后，把我们写的程序用WinHex打开，将其内容复制到生成的img文件下就行。

这些工具连同本文所介绍的实验程序，我已经打包，大家可以通过下面的地址下载
ftp://202.118.239.46/Incoming/Other/BTC/temp/os_test/os_test.rar

下面再介绍一个本程序用到的唯一一个BIOS中断，
Int?0x10
0x10?中断是BIOS的显示器中断，所有输出都需要调用此中断，在使用前你需要设置一部分寄存器的值以告诉BIOS怎样进行输出
ah?:?0x0e?打字机模式，告诉BIOS，把字符输出到屏幕上
bh?:?页码
bl?:?文字属性
al?:?欲现示的字符的ASCII码

好了，下面我们就能创建我们的引导程序，完整的源程序如下:

[BITS?16]?????????????????????? ;?告诉编译器，编译成16位的程序
[ORG?0x7C00]??????????????????? ;?告诉编译器，代码将从0x7c00处开始执行

main:???????????????????????????;?主程序?
mov?ax?,?0x0000???????????????? ;?以下两句设置数据段为0000
mov?ds?,?ax
mov?si?,?Message??????????????? ;?设置基址指针
call?ShowMessage??????????????? ;?调用显示函数
jmp?$?????????????????????????? ;?$?代表此语句的地址，表示在此语句此进行无限循环

ShowMessage:??????????????????? ;?显示函数
mov?ah?,?0x0e?????????????????? ;?设置现示模式
mov?bh?,?0x00?????????????????? ;?设置页码
mov?bl?,?0x07?????????????????? ;?设置字体属性

nextchar:
lodsb?????????????????????????? ;?字符载入指令
????????????????????????????????;?它将DS数据段中SI为偏移地址的源串中的一个字符取出送AL，
??????????????????????????????? ; 同时修改SI指向下一个字符
or?al?,?al????????????????????? ;?测试字符串是否为0
jz?return?????????????????????? ;?如果为零则表明字符串结束，跳转到返回指令处返回原调用函数
int?0x10????????????????????????;?调用BIOS?10号中断显示字符
jmp?nextchar??????????????????? ;?继续显示下一下字符
return:
ret???????????????????????????? ;?返回原调用函数

Message:
db?'Can?We?Write?A?Chinese?OS??';?定义显示消息
db?13?,?10?,?0????????????????? ;?13?表示回车，10?表示换到下一行?0?表示字符串结束?

times?510?-?(?$?-?$$?)?db?0???? ;?填充?0?以满足文件大小足够512字节?
??????????????????????????????? ;?$?表示当前语句的地址，$$?表示程序的起始地址
db?0x55?,?0xaa????????????????? ;?结束标志

用任何一个文件编辑器输入它之后，存为test.asm
然后用一个汇编程序编译它，我用的是nasm，
输入?nasm?test.asm
编译完成后，会生成一个?test?文件，用WinHex打开它，然后照上面讲的方法，把它写到一个img文件中，你就可以尝试一下用你自己的程序启动计算机了。
也可以用WinHex将它直接写到磁盘上，通过磁盘启动，这样的感觉非常爽啊~~~

下面是它的运行结果

一个操作系统非常的复杂，这里只是我的一个尝试实验的心得，它只完成了系统启动这一步，严格说来引导程序不算是操作系统，虽然它无比重要，一般来说，它需要把真正的操作系统的内核载入内存，然后用一条jmp指令跳转到真正的内核处执行。

抛砖引玉，希望有人能早日做出Chinese内核的，拥有自主知识产权的实用性操作系统。
错误不计其数，希望各位老师大侠牛人不吝指点，同好者共同探讨研究学习~~~
留个mail:?_xiao_han_@126.com?^_^

原文：http://purec.binghua.com/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=1