bios内存分布-编写最简单操作系统(mbr)

Posted 2023-02-17 隐无影

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

0-3ff    1k 用于中断向量表

400-4ff 256B  bios数据区

500-7Bff  30kb  可自定义区域

7C00-7BFF 512b MBR被bios加载到的内存区域

7E00-9FBFF 608k 自定义区域

9FC00-9FFFF 1kb  扩展bios数据区

A0000-AFFFF 64k  彩色显示适配器

B0000 B7FFF 32k  黑白显示适配器

B8000 BFFFF 32k  文本显示适配器

C0000 C7FFF 32k 显示适配器bios

C8000 EFFFF 160k 映射硬件适配器的rom或者内存映射i/o

F0000 FFFEF 64kb-16b  真正的入口

FFFF0 FFFFF 16b bios入口地址(跳转使用.因为空间有限)

以下在实模式阶段.我们是可以随意使用的

7E00-9FBFF 608k 自定义区域

500-7Bff  30kb  可自定义区域

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

当笔记本加电,CS寄存器跟IP寄存器被强制初始化为0xF000:0xfff0,也就是物理地址0XFFFF0,但实模式下只有1M,加电执行的第一条指令距离尾部只有16b,显然.这个地址只能作为跳板...第二条指令是jmp far f000:e05b.所以真正所执行的地址是从f000:e05b开始

接下来BIOS将开始检测内存,显卡.外设,建立中断表之类的.另外现在实模式(物理地址)的中断处理程序由硬件提供完成(软件可以完成啥功能.取决于硬件).

bios只需要建立中断向量表.即可调用...BIOS会在内存0-0x3ff建立,中断向量表...最后检查启动盘0盘0道1扇区的内容.1个扇区512字节.bios.bios会检查此扇区的末尾2个字节是否是0x55,0xaa,如果存在bios将会认为此处有主引导记录程序MBR.bios将把此扇区的内容(程序)加载到物理地址0x7c00,.最后bios将执行jmp 0:0x7c00(随意写的.跳转到0x7c00)处.执行mbr.

以下是自己编写的一简单mbr.S引导程序

;------------------------------------------------------------
SECTION MBR vstart=0x7c00          
   mov ax,cs      
   mov ds,ax
   mov es,ax
   mov ss,ax
   mov fs,ax
   mov sp,0x7c00 ;栈指针

; 清屏 利用0x06号功能，上卷全部行，则可清屏。
; -----------------------------------------------------------
;INT 0x10   功能号:0x06	   功能描述:上卷窗口
;------------------------------------------------------
;输入：
;AH 功能号= 0x06
;AL = 上卷的行数(如果为0,表示全部)
;BH = 上卷行属性
;(CL,CH) = 窗口左上角的(X,Y)位置
;(DL,DH) = 窗口右下角的(X,Y)位置
;无返回值：
   mov     ax, 0x600
   mov     bx, 0x700
   mov     cx, 0           ; 左上角: (0, 0)
   mov     dx, 0x184f	   ; 右下角: (80,25),
			   ; VGA文本模式中,一行只能容纳80个字符,共25行。
			   ; 下标从0开始,所以0x18=24,0x4f=79
   int     0x10            ; int 0x10

;;;;;;;;;    下面这三行代码是获取光标位置    ;;;;;;;;;
;.get_cursor获取当前光标位置,在光标位置处打印字符.
   mov ah, 3		; 输入: 3号子功能是获取光标位置,需要存入ah寄存器
   mov bh, 0		; bh寄存器存储的是待获取光标的页号

   int 0x10		; 输出: ch=光标开始行,cl=光标结束行
			; dh=光标所在行号,dl=光标所在列号

;;;;;;;;;    获取光标位置结束    ;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;     打印字符串    ;;;;;;;;;;;
   ;还是用10h中断,不过这次是调用13号子功能打印字符串
   mov ax, message 
   mov bp, ax		; es:bp 为串首地址, es此时同cs一致，
			; 开头时已经为sreg初始化

   ; 光标位置要用到dx寄存器中内容,cx中的光标位置可忽略
   mov cx, 5		; cx 为串长度,不包括结束符0的字符个数
   mov ax, 0x1301	; 子功能号13是显示字符及属性,要存入ah寄存器,
			; al设置写字符方式 ah=01: 显示字符串,光标跟随移动
   mov bx, 0x2		; bh存储要显示的页号,此处是第0页,
			; bl中是字符属性, 属性黑底绿字(bl = 02h)
   int 0x10		; 执行BIOS 0x10 号中断
;;;;;;;;;      打字字符串结束	 ;;;;;;;;;;;;;;;

   jmp $		; 使程序悬停在此

   message db "hello world"
   times 510-($-$$) db 0
   db 0x55,0xaa

将以上汇编程序 nasm -o mbr.bin mbr.S

然后创建一个硬盘.写入到0扇区.具体自行google bochs使用方法
在bochs(x86模拟器).显示效果