30填学习自制操作系统第二天

今天要干什么？

初步了解汇编语言
使用汇编重新写个昨天的镜像文件
继续开发

一:

什么是电信号？

电脑的处理中心是CPU，即“central process unit”的缩写，翻译成中文就是“中央处理单元”，顾名思义，他就是处理中心。如果我们吧背的原件当作中心来使用的化，那他就叫做CPU了，所以无论什么时候CPU都总是处理中心。不过这个CPU除了与别的电路进行电信号交换以外什么都不会，而且对于电信号只有0（开或关）1 两种状态，就是个集成电路版，只是忠实的执行电信号给他的指令，输出相应的电信号。

0000 0000 0000 0000 0000 0100 1010 0010 这32个电信号的集合来表示1186这个整数。（注：用二进制表示1186的话，就是0100 1010 0010）

虽然二进制与电信号有很好的一一对应关系，但他有一个缺点，那就是位数太多了，举个例子来说，如果我们把1234写成二进制数，就成了0100 1101 0010，长达11位，而写成十进制数，只用4位就够了。因为这样太浪费内存了，所以计算机业界普遍使用十六进制数。十六进制数的1234写成十六进制就是4D2，只用3位就够了。

二进制数和十六进制数对照表

0000 - 0

0001 -1

0010 - 2

0011 - 3

0100 - 4

0101 -5

0110 - 6

0111 -7

1000 - 8

1001 -9

1010 -A(10)

1011 -B(11)

1100 -C(12)

1101 -D(13)

1110 -E(14)

1111 -F(15)

十六进制转换：4D2 == 0100 1101 0010

用汇编语言再写一个hello.img

作者给的汇编工具不能用了，使用DosBox

DOSBox, an x86 emulator with DOS
https://www.masm32.com/download.htm

在D盘下创建文件：masm包含:4个文件：masm.exe,link.exe,debug.exe,exe2bin.exe

文件1：masm.exe:汇编程序，用于汇编源程序(*.asm),得到目标程序(*.obj);

文件2：link.exe:连接程序，用于连接目标程序，得到可执行程序(*.exe);

文件3：debug.exe:调试程序，用于调试可执行程序

在DOSBox安装路径：双击DOSBox 0.74-3 option.bat 会跳出文件dosbox*.conf,在文件末尾填入以下两行后保存关闭，[axtoexec]后面：

其中d:\masm位存放masm.exe、link.exe、debug.exe等文件,第一行指定masm目录，第二行进行c盘

mount c d:\masm

常用的命令：

mount <虚拟盘符><本地路径>：mount c d:\masm # 将本地目录d:\masm挂在为虚拟C盘

dir :常用参数 /w仅显示文件名，/p分页显示，*.exe筛选文件。例子:dir /w *.exe # 列出当前目录所有exe文件

del:删除文件 del old.exe # 删除单个文件

deltree: 删除目录及子文件 # deltree temp # 强制删除temp目录

debug：启动debug模式 # 输入debug进入调试环境，常用命令

R:AX # 查看/修改寄存器

D:05 #显示DS段0-5单元的数据（查看内存）

E: 1000 ‘Hello’ #在内存地址1000处写入字符串，写完再用d 1000查看测试

U:050 # 将0-50H地址的机器码转为汇编指令

T #执行当前CS:IP 指向的指令（单步执行）

G : 运行程序（debug hello.exe后输入g回车即可看到hello world）

q:推出debug

汇编程序编译:

masm hello.asm # 生成obj文件

Link hello.obj; # 生成exe文件

例子：手打一下吧，手写一个hello.asm文件，在运行上面的命令

快捷键：

Alt+Enter:切换全屏模式

Ctrl+F10: 释放鼠标锁定

Ctrl+F4：刷新虚拟驱动器（更新挂载目录内容）

Ctrl+F7:降低模拟速度（解决光标闪烁问题）

二:汇编重新编写脚本生成img镜像文件

就是把上面所有的16进制文件，在重新写一遍加上符合汇编格式的0x开头，这样要写的内容太多了，所以优化了一个脚本去写

按照作者的讲述流程根据bat脚本使用作者给的nask.exe 文件去执行nas文件

bat脚本文件

..\z_tools\nask.exe helloos.nas hellosc.img

作者给的nask文件在z_tools文件夹中

“;命令”，这个是注释命令，相当于C语言或者C++中的”//”

DB指令的新用法，我们居然可以用它写字符串。在写字符串的时候，汇编语言会自动查找字符串中每一个字符所对应的编码，然后把他们一个字节一个字节的排列起来。这个功能非常方便。

DW指令和DD指令，他们分别是”data word“和”data double-word“的缩写，是DB指令的”堂兄弟“。Word的本意是”单词“，但在计算机汇编语言中，word指的是16位的意思，也就是2个字节。”double-word“是32位的意思，也就是4个字节。

RESB 0x1fe-$.这个美元符号的意思（可以告诉我们这一行现在的字节数）（如果严格来说，有时候他还会有别的意思）在这个程序里，我们已经在前面输出了132个字节，所以这里的$就是132.因此nask先用0x1fe减去132，得出378这一结果，然后连续使出378个字节的0x00.

$相当于一个检查固定长度的值，因为输出的”hello world“内容有可能会变化，中间要输出的0x00字节数也会随之变化。为什么呢（必须要保证软盘的第510个字节，即ox1fe字节）开始的地方是55 AA。

注释：专业术语

TAB = 4 .。。。。。。文本编辑器调整TAB键的宽度

FAT12格式。。。。。（FAT12 Format）用windows或MS-DOS格式化出来的软件就是这种格式。我们的helloos也是这种格式，其中容纳了我们开发的操作系统。这个格式兼容性好，在window上也能用

启动区。。。。。。。（boot sector）软盘第一个的扇区称为启动区。什么是扇区呢？计算机读写软盘的时候，并不是一个字节一个字节的读写的，而是以512字节为一个单位进行读写。因此，软盘的512字节就称为一个扇区。一张软盘的空间共有1440KB，也就是1440*1024=1474560字节，除以512得2880，这也就是说一张软盘共有2880个扇区。

为什么第一个扇区称为启动区呢？计算机首先从最初一个扇区开始读软盘，然后去检查这个扇区最后两个字节的内容。

如果这最后两个字节不是55 AA，计算机会认为这张软盘上没有所需的启动程序，就会报一个不能启动的错误（也许有人问为什么一定是55 AA呢，那是当初的设计者定的，笔者也没法解释）。如果计算机确认了第一个扇区的最后两个字节正好是55 AA，那他就认为这个扇区的开头是启动程序，并开始执行。

IPL。。。。Initial program loader的缩写，启动程序加载器。启动区只有区区512个字节，实际的操作系统不会这么小，跟本装不进去，几乎所有操作系统，都是把加载操作系统本身的程序放在启动区里面的。有鉴于此，有时也将启动区称为IPL

启动......(bootstrap)boot这个词本是长靴（boots）的单数形式。他与计算机的启动有什么关系呢？

一般应该将启动称之为start的。Bootstrap在网络上有自力更生完成任务这种意思，也可以叫做操作系统的自动启动机制，被称为bootstrap方式。

三：继续开发

对原有的helloos.nas进行了再次开发，其中用到了一些新的指令：

1:“MOV AX,0”,相当于”AX=0;”这样一个赋值语句。同样，”MOV SS,AX”就相当于”SS=AX;“,相当于变量空间赋值语句。

2：再来说说AX和SS是什么。CPU里有一种名为寄存器的储存电路，相当于机器语言中的变量，具体有代表性的寄存器有8个.

AX--accumulator,累加寄存器

CX-counter，计数寄存器

DX-data，数据寄存器