前言

前面已经准备好开发环境，这里就开发一个最简单的引导程序。
两个目的：

1. 验证开发环境是否好用
2. 熟悉各种工具（bochs、gcc、makefile）
3. 体验操作系统的加载过程

本节源码位于： https://github.com/xqd-githup/xqd-os/tree/main/02

代码

引导程序由于其特殊性，必须使用汇编来编写。本专栏的汇编代码除特殊情况外，一律使用gas编译的AT&T格式，而不是像其他博主那样采用NASM编译的Intel格式。理由是：

1. GAS与GCC贴合的非常好
2. GAS的宏与伪指令及其强大
3. Linux内核（除了早期的）中的汇编，一律使用GAS

废话不多说，先上代码：

BOOTSEG		= 0x07C0		/* 引导程序加载的位置 0x7c00*/.code16
.textjmpl	$BOOTSEG, $_start.global _start
_start:
// 初始化寄存器movw	%cs, %axmovw	%ax, %dsmovw	%ax, %esmovw	%ax, %ssmovw	$0x7c00, %spsticldshowMsg:
// 调用0x10中断显示字符串movw	$27, %cxmovb	$0x07, %bl		 movw	$msg1, %bpmovw	$0x1301, %ax	 int	$0x10			 // 死循环
end:jmp endmsg1:.ascii	"Hello, Boot is starting\r\n".org 510
boot_flag:	.word 0xAA55

编译代码

# 编译
as -o boot.o boot.s
# 链接
ld -Ttext 0 -s --oformat binary -o boot boot.o

不出意外的情况下，可以得到一个512字节的boot文件，这就是我们的操作系统引导程序。

运行代码

启动过程

这里先简单介绍一下计算机的启动过程：

1. 按下主机电源按钮（这是废话）

2. 读取BIOS
   计算机首先读取主板上的一块ROM芯片，这块芯片里的程序是"基本输入输出系統"（Basic Input/Output System），即BIOS.

3. 硬件自检 - 由BIOS执行

4. 加载引导程序
   BIOS在自检完毕后，会将启动设备的第一个扇区（512字节）加载到内存的0x7C00处，这个扇区里面的程序也叫引导程序，BIOS同时要求这个扇区的最后两个字节必须是0x55、0xaa。然后BIOS将CS、IP寄存器设置为0x0000、0x7c00，将处理器的执行权移交给引导程序。

5. 加载内核
   一个操作系统不可能仅仅512字节，所以引导程序一般不干其他事，主要是将操作系统内核加载到内存，然后将CPU的执行权移交给内核。
   对于Linux操作系统，现在一般是通过grub2引导，引导扇区的程序会加载grub2主程序，grub2主程序根据配置文件展示启动菜单，然后加载Linux内核程序。
   对于Windows操作系统（Win7/Win10），引导扇区的程序会加载主活动分区的bootmgr文件，bootmgr程序根据配置文件 展示启动菜单，然后加载Windows内核程序

6. 执行内核程序

bochs配置

1 配置文件生成

执行bochs命令，选择4. Save options to…，输入文件名：bochsrc.os。

在当前目录下会生成一个bochsrc.os文件，打开这个文件， 将“# no floppya”这一行替换为“floppya: type=1_44, 1_44=“boot”, status=inserted, write_protected=0”，然后保存。

2 运行

执行命令： bochs -f bochsrc.os
在“<bochs:1>”提示符后面，输入c回车，不出意外的话，bochs运行界面的左上角会显示：Hello, Boot is starting。

自动化编译

不能每次开发完都要敲一堆的命令，所以编写Makefile文件：

all: bootboot: boot.old -Ttext 0 -s --oformat binary -o boot boot.o
run: boot bochsrc.osbochs -f bochsrc.osclean:rm boot *.o

编译代码的话，只需要执行命令make，运行的话只需要执行make run