Copyright (C) XP用户123 zhouzhihao 2021.3.13

大家期待已久的自制操作系统来了！！！

从今天开始，每周天更新一篇自制操作系统哦。

1.1、前言&准备工作

恭喜点进来的朋友们，解锁在B站学制作操作系统成就！！！

说老实话，我自己都还不太了解操作系统，因为它的种类太多了！像Windows、Liunx、Ubuntu，或者是古老的MS-DOS、PC-DOS，甚至是别人自制的OSASK、Haribote OS等，我来都来不及去了解它们，因为我的计算机配置不允许（笑）。不过，只要能让计算机启动，且在运行状态的东西，都可以叫“操作”系统。所以这么说，我们只做一个在计算机上显示字符的东西，也可以叫操作系统了！再三思想，就显示“Hello World”吧（笑）！

哦，对了！操作系统是底层的东西，所以我们只能使用汇编语言来开发，像C语言、Pasic语言、Java语言，还是等以后再说吧。

顺便一提，计算机接通电源时，会将控制权交给BIOS（Basic Input Output System），待BIOS完成自检和其他杂七杂八的工程后，将控制权交给一个可启动的设备，而这个设备里就需要装有操作系统，我们做操作系统就是为了使计算机成功启动并可以使用。

这时候有人会说了：“你啰啰嗦嗦一大堆，还不讲制作系统！”呃，现在还得走一下准备工作才可以开始。

首先新建一个文件夹在D盘根目录（我喜欢这样），将文件夹名称改为自己要制作的操作系统的名称，这里就以“Powerint DOS”为例。下载一个tools工具包（开发工具），

链接：https://pan.baidu.com/s/1UEh-Q5dULgtbeyIms42odQ  提取码：zhou

将其放入“Powerint DOS”文件夹，然后再在“Powerint DOS”文件夹里新建一个“kernel”文件夹（内核）。以后，在“Powerint DOS”文件夹中，tools为工具文件夹，kernel为内核文件夹。

说到开发，就需要一个写代码能标关键字的工具，这里推荐Notepad++哦！

链接：https://dl.pconline.com.cn/html_2/1/117/id=10699&pn=0.html

1.2、使用2进制编辑器制作

准备工作做好了，可以开始动手开发了！要是再不开发，我就要被人说闲话贼多了（笑）。这次，我们不需要C语言编译器，不需要汇编语言工具包。只需要下载2进制编辑器BZ，链接：https://www.veryhuo.com/down/html/62222.html

下载完成后打开BZ，新建一个2进制文件（boot.bin），按照下图依次输入进文件就行了。

这么多的00，估计要打到猴年马月去呢（笑）。输入完后点击保存到boot.bin，用VMware打开运行后出现了Hello World！！！

不知道读者们有没有激动的心情呢？

1.3、使用汇编语言制作（一）

上面一节的麻烦操作，连汇编语言挨都没挨边呢！不过是让大家尝尝甜头而已，现在我们就得打起十二分的精神了（笑），但这并不代表2进制编辑器没有用哦！

在“kernel”文件夹中新建一个叫做“boot.asm”的文件，可能会有读者会问：“.asm文件是啥？？？”.asm文件就是写汇编语言代码的文件，“boot.asm”就是引导扇区的源代码。好，不多说不多说，上代码！

此处的boot.asm：

1.jmp start

2.string db 'Hello World','$'

3.start:

4.mov ax,7c0h

5.mov ds,ax

6.mov es,ax

7.mov si,string

8.call putstr

9.jmp $

10.putstr:

11.mov al,[si]

12.cmp al,'$'

13.je .ret

14.mov ah,0eh

15.int 10h

16.inc si

17.jmp putstr

18..ret:

19.ret

20.times 510-($-$$) db 0

21.db 0x55,0xaa

我相信肯定会有几位读者很懵，不过这才是冰山一角，大家要有学下去的动力哦！

这段代码全是新指令，我们就从上往下看看吧。

首先是jmp指令。jmp源于英语里的jump，翻译过来为“跳转”的意思，类似于C语言里的goto。现在就好理解了，它的意思就是“跳转至start处”，简单吧！

然后是db指令，db源于英语的“define byte”，定义字节数据（一字节就是一个英文字符哦）。

重点讲mov指令，mov源于move，意思“移动”。用法非常简单，就是赋值。但却是汇编语言的重点，“mov si,0”意思就是“si=0”，跟copy一个德行。这是有人会问：“si是个什么东西？”

那就来讲讲si，si是一个寄存器，和它一样的通用寄存器有8个:

ax，bx，cx，dx，si，di，sp，bp

这些都是16位寄存器，可以容纳2个字节。不过，前四个可以拆分成两个8位寄存器 ，后四个不行。高八位叫什么h，低八位叫什么l，比如ax高八位叫ah，低八位叫al。接下来再看看它们的常用功能吧！

AX――累加器（Accumulator），使用幅度最高

BX――基址寄存器（Base Register），常存放数据地址

CX――计数器（Count Register），常作为计数器

DX――数据寄存器（Data Register），存放数据

SI――源变址寄存器（Source Index），常存放数据地址

DI――目的变址寄存器（Destination Index），常存放数据地址

SP――堆栈指针寄存器（Stack Pointer），指向堆栈的栈顶地址

BP――基址指针寄存器（Base Pointer），指向内存的基地址

除了通用寄存器，还有段寄存器，总共4个：

cs，ds，es，ss

这几个寄存器虽然都是16位的，但是作用却比通用寄存器高了好几个档次。cs是代码段寄存器（code segment），它的作用可大了，我们的代码位置都是由它来决定的，比如说：位置100有一串代码，那么cs就要等于100，才能执行此位置的代码。ds是数据段寄存器（data segment），它的作用也很大，你必须定义它才能获取数据。es和ds作用相同（extra segment），只不过不一定需要定义。ss是堆栈段寄存器（stack segment），一个很重要的寄存器，也是执行堆栈操作的基本。所以，这就是为啥一开始就要给ds和es赋值，因为不给他两赋值，就得不到Hello World的位置了。

继续讲指令。call和ret是搭配使用的，call的意思是调用，ret是return的缩写，和C语言里的是一样的作用。

cmp是比较指令，“cmp al,1”就是比较al和1。

je是“jump if equal”的缩写，相同则跳转的意思，常和cmp搭配使用。

int是也一个重点，这个int会使大家想起C语言里的整数定义。不过它在汇编语言里可不是这样，意思为“中断调用”，呃，现在给大家讲中断调用还不是太合适，这个要得过一会。因为它涉及到了硬件之类的东西。总之，它的意思就是BIOS给我们设置的函数，供我们调用的。跟call差不多。ah=0eh int 10h就是打印一个字符的函数，入口：al=字符。

inc不多讲，就是往里加一的意思。

读到这里，我相信大家都知道代码的意思了。不过为了以防万一，还是把这段代码翻译成C语言吧（笑）！

翻译过后的boot.asm：

1.goto start

2.*string="Hello World$"

3.start:

4.ax=0x7c00

5.ds=ax

6.es=ax

7.si=&string

8.putstr(si)

9.goto $

10.putstr:

11.al=si[i]

12.if (al=="$")

13.goto .ret

14.ah=0x0e

15.（无法翻译）

16.i++

17.goto putstr

18..ret:

19.return

20.（无法翻译）

21.（无法翻译）

是不是好懂多了呢？

好，讲完了代码，还得讲一讲怎么编译代码。我们使用的汇编语言工具包叫做“nasm”，一个举世闻名的汇编语言编译器。将boot.asm放入和nasm.exe同一个文件夹里，打开cmd，输入nasm boot.asm -o boot.bin 就行了，然后再用VMware运行。喔拉，Hello World就出来啦！！！

汇编语言写Hello World有个好处，就是可以更改代码和字符，你可以显示别的东西什么之类的。总之，我们以后会经常见到汇编语言的！

1.4、使用汇编语言制作（二）

呃，不知道读者们是不是厌烦了干燥的代码解析，不过，现在我们要利用现有的技术加上“一”点点而外知识，来做一个蓝底白字的Hello World，怎么样啊（笑）？

此处的boot.asm：

1.jmp start

2.string db 'Hello World','$'

3.start:

4.mov ax,7c0h

5.mov ds,ax

6.mov es,ax

7.mov bh,1fh

8.mov cx,0000

9.mov dx,0011

10.call paint

11.mov si,string

12.call putstr

13.jmp $

14.putstr:

15.mov al,[si]

16.cmp al,'$'

17.je .ret

18.mov ah,0eh

19.int 10h

20.inc si

21.jmp putstr

22..ret:

23.ret

24.paint:

25.mov ah,06h

26.mov al,0

27.int 10h

28.ret

29.times 510-($-$$) db 0

30.db 0x55,0xaa

是不是都是眼熟的代码呀（笑）？这次的新代码不多哟，先运行看一下！

不知道有没有读者看到，代码的数字部分有的末尾加了h，有的没有呢？

h是hex的缩写，意思是16进制。听起来可能很陌生，不过我可以告诉你，我们现在通用的是10进制数字。

在16进制里，超过9的部分都成了ABCDEF，且末尾要加h，比如说：1Ah就是26、36就是24h。代码里还出现了新的int，就是ah=06h int 10h，作用就是画颜色。入口：cx=左上角行、列，dx=右下角行、列，al=显示页，bh=颜色。

说到16进制颜色，我就给大家列张表：

0=黑色 1=蓝色 2=绿色 3=青色

4=红色 5=粉色 6=黄色 7=灰色

8=深灰 9=亮蓝 A=亮绿 B=亮青

C=亮红 D=亮粉 E=亮黄 F=白色

综上所述，1F就是背景为蓝、字体为白的颜色。

如果你觉得不过瘾、可以换一个醒目的颜色并填满屏幕呢（笑）！

1.5、使用汇编语言制作（三）

这回，我们来做更有趣的事情，让Hello World居中。是不是很有趣呀（笑）？

提前说一声，要想让Hello World居中，得算出中间的行和列：

行=总行数（24）÷2=12

列=总列数（79）÷2=34.5

另外，设定光标位置是ah=02h int 10h，入口：bh=显示页，dx=行、列。

此处的boot.asm：

1.jmp start

2.string db 'Hello World','$'

3.start:

4.mov ax,7c0h

5.mov ds,ax

6.mov es,ax

7.call setcur

8.mov si,string

9.call putstr

10.jmp $

11.putstr:

12.mov al,[si]

13.cmp al,'$'

14.je .ret

15.mov ah,0eh

16.int 10h

17.inc si

18.jmp putstr

19..ret:

20.ret

21.setcur:

22.mov ah,02h

23.mov bh,0

24.mov dh,12

25.mov dl,34

26.int 10h

27.ret

28.times 510-($-$$) db 0

29.db 0x55,0xaa

不管三七二十一，先运行看看？

哈，Hello World被我们玩出了这么多的花样！读者们可以将他们融合在一起，说不定会很耀眼呢（笑）！

1.6、INT 10H常用功能

怕读者们看不懂上面的int 10h的功能，这里写一下它的常用功能。

ah=02h，设置光标位置。

入口：bh=显示页，dx=行、列

ah=03h，读取光标位置。

入口：bh=显示页

出口：cx=开始、结束行，dx=行、列

ah=05h，设置显示页。

入口：al=显示页

ah=06h，初始化屏幕。

入口：al=显示页，bh=颜色，cx=左上角行、列，dx=右下角行、列

ah =0eh，显示字符。

入口：al=字符

奥，没想到也讲了这么多啊！这一章就到这结束吧，下一章再见！