自制作業系統Antz(1)——Boot Sector
0.引子
最近在看作業系統底層方面的東西，最開始的為什麼是07c00h這個問題就讓我對作業系統有了很大的興趣。所以準備在看書之餘順便寫一個作業系統（Anz）。至於為什麼這個系統會被叫做Antz，可以參考Antz Uhl Kone（某個日漫男主的名字）， 日語為アインズ·ウール·ゴウン ， 與之對應的還有接下來準備寫的自制指令碼語言AntzScript，因為準備是用Java實現直譯器，所以如何把AntzScript執行在Antz上是一個很大問題（其實問題就是引入Java）。
Antz系統更新地址：
https：//www。
cnblogs。com/LexMoon/cat
egory/1262287。html
Linux核心原始碼分析地址：
https：//www。
cnblogs。com/LexMoon/cat
egory/1267413。html
1.關於Boot Sector
引導扇區（Boot Sector） 通常指裝置的第一個扇區，用於載入並轉讓處理器控制權給作業系統。
1.1 主引導扇區
硬碟的0柱面、0磁頭、1扇區稱為主引導扇區，也叫主引導記錄MBR，該記錄佔用512個位元組，它用於硬碟啟動時將系統控制權轉給使用者指定的、在分割槽表中登記了某個作業系統分割槽。MBR的內容是在硬碟分割槽時由分割槽軟體寫入該扇區的，MBR不屬於任何一個作業系統，不隨作業系統的不同而不同，即使不同，MBR也不會夾帶作業系統的性質，具有公共引導的特性。但安裝某些多重引導功能的軟體或LINUX的LILO時有可能改寫它，它先於所有的作業系統被調入記憶體併發揮作用，然後才將控制權交給活動主分割槽內的作業系統。
1.2 MBR成員
1。主載入程式程式碼，佔446位元組
2。 磁碟簽名
3。硬碟分割槽表DPT，佔64位元組
4。主引導扇區結束標誌55AAH
硬碟的主載入程式程式碼是從偏移0000H開始到偏移01BDH結束的446位元組；主載入程式程式碼包括一小段執行程式碼。啟動PC 機時，系統首先對硬體裝置進行測試，成功後進入自舉程式INT 19H；然後讀系統磁碟0柱面、0磁頭、1扇區的主引導扇區MBR的內容到記憶體指定單元0：7C00 首地址開始的區域，並執行MBR程式段。
1.3MBR功能
1．掃描分割槽表查詢活動分割槽；
2．尋找活動分割槽的起始扇區；
3．將活動分割槽的引導扇區讀到記憶體；
4．執行引導扇區的執行程式碼。
如果主引導程式碼未完成這些功能，系統顯示下列錯誤資訊
Invalid partition table
Error loading operating system
Missing operating system
MBR是BIOS接力的第一棒，在他之後，會由分割槽引導扇區DBR接力，至於為什麼不直接給DBR。那是因為BIOS大小有限，無法完成所有操作，在給DBR之前會透過MBR完成。
目前只需要瞭解MBR，至於DBR會在之後進行解釋。
2.Boot Sector實現程式碼
在BIOS自檢等一系列工作完成後，要開始引導了。計算機會將硬碟0面0道1扇區512位元組載入到07c00h（0000：：7c00）處。
1）為什麼是0面0道1扇區？
這個可以理解為是規定，當Bios工作完成後會去將硬碟0面0道1扇區512位元組進行載入。但是真實情況是根據“魔數”來確定的，魔數就是有特殊意義的數，更大作用是用來做標記，比如MBR就是在512個位元組的最後兩個位元組填入 0x55 ，0xaa來進行標記的。放在第一個扇區是因為0面0道1扇區是磁碟最開始的地方，一開始檢驗出有 0x55 ，0xaa就直接開始載入。
2）為什麼是07c00h？
這個也可以當作是規定，在IBM文件中沒有具體說明07c00h是為什麼，但是在世界上第一臺個人計算機誕生時，07c00h就是在它當中初次誕生的，那時的DOS最多也就是32K，為了實現MBR中的棧需要512B，為了滿足需求取最大為1K，也就是32K-1K，就是07c00h了。
org
07
c00h
mov
ax
，
cs
mov
ds
，
ax
mov
es
，
ax
call
DispStr
jmp
$
DispStr
：
mov
ax
，
BootMessage
mov
bp
，
ax
mov
cx
，
16
mov
ax
，
01301
h
mov
bx
，
000
ch
mov
dl
，
0
int
10
h
ret
BootMessage
：
db
“Antz Uhl Kone”
times
510
-
（
$
-
$$
）
db
0
dw
0xaa55
第1行的org 07c00h已經做出講解了，它規定了程式載入的區域。
第2-4行是將ds，es和cs指向相同的地址
第5行call DispStr是呼叫了子程式實現字串顯示。
在子程式DispStr中：
mov ax，BootMessage 取得顯示字串的地址
mov bp，axes：ax 串地址
mov cx，16cx，串長度
mov ax，01301h ah = 13 h al=01h
mov bx，000chbh = 00 頁號 bl = 0ch 字色
mov dl，0
int 10h 10h中斷
ret
第6行的 jmp $是為了進行無限迴圈。
可以理解為當前行命令的起始地址，可以理解為當前行命令的起始地址，$是表示當前段的起始地址。
第18行的times 510-（−−）db0是將剩下的地址全部填0，在512個位元組中，0x55，0xaa佔兩個位元組，剩下的510個位元組減去之前用過的（）db0是將剩下的地址全部填0，在512個位元組中，0x55，0xaa佔兩個位元組，剩下的510個位元組減去之前用過的（-
）個位元組，身下的512−2−$−）個位元組，身下的512−2−$−
個位元組全部填0。
3.程式碼生成Img映象
工具 ： NASM ， FloppyWriter
先對asm檔案使用NASM編譯成為bin檔案：
nasm os。asm -o os。img
此時在asm同級目錄生成了一個os。bin檔案。
新建一個檔案為 One_Antz。img
此時生成了一個空的img檔案。
開啟FloppyWriter。exe，選擇第二個
先選擇我們生成的bin檔案，點選下一步
再選擇我們建立的img檔案。
映象就製作成功了。
生成的映象就是我們之前建立的img檔案，內容被直接寫入了。
現在可以使用虛擬機器開啟我們建立的映象了。
設定好映象後開啟虛擬機器。
