/**********第0天 著手開發(fā)之前**********/
所謂開發(fā)操作系統(tǒng)，就是想辦法制作一張“含有操作系統(tǒng)的，能夠自啟動的磁盤”。
主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容：
第一周：
1. 寫一個"一通電就能運行的程序“
2. 寫一個從磁盤讀取操作系統(tǒng)的程序
3. c語言來開發(fā)顯示畫面的程序
4. 實現(xiàn)”移動鼠標(biāo)“，對cpu進行細致的設(shè)定，掌握中斷處理程序的寫法
第二周：
5. 算法的學(xué)習(xí)
第三周：
6. 支持多任務(wù)
7. 開發(fā)命令行窗口
8. 開發(fā)應(yīng)用程序
第四周：
9. 集中精力在編程上
10. 操作系統(tǒng)支持文字顯示
第五周：
11. 潤色加工
/**********第1天 從計算機結(jié)構(gòu)到匯編程序入門**********/
利用二進制編輯工具編輯二進制文件，二進制文件包含cpu執(zhí)行的機器指令，文件中是裸的機器指令。
功能是用來啟動計算機，并在屏幕上顯示hello world。
通過匯編語言編寫上述程序，編譯后生成以上功能的二進制文件，即啟動區(qū)的程序。
啟動區(qū)大小為512字節(jié)，并以55 AA結(jié)束，以標(biāo)志是啟動區(qū)。
/**********第2天 匯編語言學(xué)習(xí)和Makefile入門**********/
在PC機加電ROM BIOS自檢后,引導(dǎo)扇區(qū)由BIOS加載到內(nèi)存0x7C00處.
因此引導(dǎo)扇區(qū)的代碼要用org偽指令：
ORG 0x7C00 偽指令說明其后面程序的目標(biāo)代碼在內(nèi)存中存放的起始地址是0x7C00
ORG偽指令：
ORG是Origin的縮寫：起始地址，源。
在匯編語言源程序的開始通常都用一條ORG偽指令來實現(xiàn)規(guī)定程序的起始地址。
如果不用ORG規(guī)定則匯編得到的目標(biāo)程序?qū)?000H開始。例如：
ORG 2000H
START：MOV AX，#00H
匯編語言源程序中若沒有ORG偽指令，則程序執(zhí)行時，指令代碼被放到自由內(nèi)存空間的CS:0處；
若有ORG偽指令，編譯器則把其后的指令代碼放到ORG偽指令指定的偏移地址。
兩個ORG偽指令之間，除了指令代碼，若有自由空間，則用0填充。
預(yù)處理-->編譯-->匯編-->鏈接，這是高級語言的編譯全過程。對于純匯編，就只有匯編和鏈接兩個步驟。
org指令是鏈接時使用的，不是匯編那一步使用的。即不是cpu的一條指令，而是給編譯器看的偽指令。
BIOS中斷服務(wù)：
如INT 0x10用來顯示文字。
BIOS的功能非常多，可以看成是為操作系統(tǒng)開發(fā)人員準備的各種函數(shù)集合。
/**********第3天 進入32位模式并導(dǎo)入c語言**********/
為啟動區(qū)添加讀取軟盤數(shù)據(jù)的功能代碼，利用INT 0x13中斷來讀取軟盤10個柱面的數(shù)據(jù)，并放到內(nèi)存中。
軟盤的數(shù)據(jù)將被加載到內(nèi)存中0x8200到0x83ff的地方。
有以上功能后，編寫匯編代碼文件haribote.nas(操作系統(tǒng)的功能)，通過nask編譯成haribote.sys，
這個文件保存到磁盤映象haribote.img中，最后保存到軟盤中。
用二進制編輯器查看haribote.img，可以發(fā)現(xiàn)，一般向一個空軟盤保存文件時：
1. haribote.sys的文件名會寫在0x002600以后的地方
2. haribote.sys的內(nèi)容會寫在0x004200以后的地方
因此，我們將操作系統(tǒng)本身的內(nèi)容寫到名為haribote.sys文件中，再把它保存到磁盤映象里，然后我們從啟動區(qū)執(zhí)行這個haribote.sys就行了。
現(xiàn)在的程序是從啟動區(qū)開始，把磁盤上的內(nèi)容裝載到內(nèi)存0x8000號地址(第二扇區(qū)裝載在0x8200,除去第一個扇區(qū)的大小0x200,即0x8000,實際上，第一扇區(qū)啟動區(qū)裝載在0x7c00地址)，
所以磁盤0x4200處的內(nèi)容就應(yīng)該位于內(nèi)存0x8000+0x4200=0xc200號地址。
這樣的話，往haribote.nas里加上ORG 0xc200。
切換到32位模式：
筆者準備的c編譯器只能生成32位模式的機器語言，16位模式和32位模式中，機器語言的命令代碼不一樣。
32位模式的兩個優(yōu)點：1.內(nèi)存使用容量大于1MB 2.CPU的自我保護功能。
如果用32位模式就不能調(diào)用BIOS功能，因為BIOS是用16位機器語言寫的。
haribote.sys分拆成兩個文件：
1. asmhead.nas 切換到32位模式的準備工作，后面詳解
- 設(shè)置顯示模式
- 用BIOS取得鍵盤上各種LED指示燈的狀態(tài)
- BOOT_INFO相關(guān)的內(nèi)容保存(畫面模式、分辨率、VRAM緩沖區(qū)地址)
- 進入32位模式的設(shè)置（GDT/IDT初始化）
2. bootpack.c 操作系統(tǒng)的功能
/**********第4天 C語言與畫面顯示的練習(xí)**********/
往VRAM(video RAM)內(nèi)存中寫入像素數(shù)據(jù)，可以顯示不同的畫面。
在asmhead.asm中，通過INT 0x13設(shè)置顯卡的顯示模式VGA 320x240x8位彩色。
此模式的VRAM的內(nèi)存地址空間為0xa0000~0xaffff的64KB。
為了顯示不同的顏色，需要設(shè)定色號，如何設(shè)定色號？
設(shè)定色號的步驟：
1. 記錄中斷許可標(biāo)志的值 eflags
2. 禁止中斷 io_cli
3. io_out8根據(jù)設(shè)備號PORT往設(shè)備發(fā)送命令或數(shù)據(jù),設(shè)置對應(yīng)的色號
3. 恢復(fù)中斷許可標(biāo)志
有了不同的顏色后，使用不同的色號往vram中寫不同顏色像素繪制矩形。
/**********第5天 結(jié)構(gòu)體、文字顯示與GDT/IDT初始化**********/
用結(jié)構(gòu)體來封裝BOOT_INFO相關(guān)的內(nèi)容(畫面模式、分辨率、VRAM緩沖區(qū)地址)
如何顯示字符？
1. 定義字體數(shù)據(jù)（像素點矩陣的方式）
2. 解析像素點矩陣
3. 繪制各個像素點
如何在屏幕上顯示變量值？
使用sprintf。
由于printf不管如何精心設(shè)計，都不可避免地要使用操作系統(tǒng)的功能。
而sprintf不同，它只對內(nèi)存進行操作，所以可以應(yīng)用與所有操作系統(tǒng)。
如何顯示鼠標(biāo)指針？
準備鼠標(biāo)指針的數(shù)據(jù)（像素點矩陣），往vram里繪制。
如果鼠標(biāo)需要移動的話，由于涉及到硬件的控制，需要利用中斷，所以前提是要初始化GDT、IDT。
GDT和IDT都是與CPU的設(shè)定有關(guān)，為了讓操作系統(tǒng)能夠使用32位模式，需要對CPU做各種設(shè)定。
分段：
將4GB的內(nèi)存分成很多塊，每一塊一個段，每一塊的起始地址都看做0來處理。
分段在16位和32位中的區(qū)別：
16位中的段寄存器，在計算地址時，要將段地址乘以16；而在32位中，段寄存器表示的是段選擇符。
32位中的分段，為了表示一個段，需要有以下信息
為了表示一個段，需要有以下信息：
- 段的大小是多少
- 段的起始地址在哪里
- 段的管理屬性（禁止寫入，禁止執(zhí)行，系統(tǒng)專用等）
CPU用8個字節(jié)的數(shù)據(jù)來表示這些信息，而段寄存器只有16位，如何處理？
解決方法：
段寄存器作為段的索引，段的信息保存在內(nèi)存中，由于CPU設(shè)計上的原因，段寄存器的低3位不能使用。
因此能夠使用的段號只有13位，能夠處理的段號就只有0~8191，即可以定義8192個段。
內(nèi)存中需要8192x8 = 64KB的空間來保存每個段的信息，而這64KB的數(shù)據(jù)就稱為GDT（Global (segment) descriptor table）。
而GDTR中會保存GDT的內(nèi)存的起始地址和有效設(shè)定個數(shù)。
GDTR是個48位的寄存器，低16位是段上限，即GDT總共大?。皇Ｏ?2位代表GDT的開始地址。
段信息的8個字節(jié)中：其中32位表示表示該段的基址，分為low（2個字節(jié)），mid（1個字節(jié)），high（1個字節(jié)），分為3段的目的是為了兼容80286的程序。
- 其中32位表示表示該段的基址，分為low（2個字節(jié)），mid（1個字節(jié)），high（1個字節(jié)），分為3段的目的是為了兼容80286的程序。
- 其中段上限只能使用20位，這樣只能使用1MB內(nèi)存，但是通過段屬性的標(biāo)志位Gbit設(shè)置成1的時候，limit的單位不解釋成byte，而解釋成page（4KB）.
這樣，就能使用4GB的內(nèi)存空間。
- 剩下的12位段屬性稱為段的訪問權(quán)屬性
IDT記錄了0~255的中斷號碼與調(diào)用函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。
/**********第6天 分割編譯與中斷處理**********/
鼠標(biāo)指針的移動需要使用到中斷，而要使用中斷必須將GDT和IDT正確無誤的初始化。
使用中斷前，需要初始化PIC。
從CPU角度來看，PIC是外部設(shè)備，CPU使用OUT指令進行操作。
