1个人开发操作系统-初篇 http://blog.csdn.net/tyrone1979/archive/2006/08/03/1013734.aspx

开发操作系统一直被认为是高不可攀的事，的确，开发一个安全的，完整的，健全的OS是非常复杂的工作，不是一两个人能完成的。但是一个简易的操作系统是可以由一个人在很短的时间开发出来的。我将陆续发表开发简易操作系统的全过程，尽力提供完整的源代码，参考资料和文字说明，我也是OS开发的初学者，希望能得到各位读者的技术支持。该简易操作系统我称为Colimas Simple OS，它包括引导程序，图形界面，鼠标和键盘驱动，内存管理，计时器，多任务处理，控制台，Shell命令，API。


1． 开发环境
本文使用Qemu虚拟机，可以在Windows XP内虚拟软盘镜像文件。Qemu是开源软件，可以在http://fabrice.bellard.free.fr/qemu/下载。C编译器使用Cygwin下的GCC，汇编编译器使用Nasm，可以在http://sources.redhat.com/cygwin/下载。
操作系统开发在FAT12文件系统的软盘里，FAT12文件系统格式参考http://en.wikipedia.org/wiki/FAT32#FAT12的Design部分。

2． 引导程序１
;boot.s
;Colimas Simple OS
org 0x7c00 ;引导程序开始位置
;Fat12文件系统格式参考 http://en.wikipedia.org/wiki/FAT32#FAT12
; |offset|Length|Descripton
jmp entry
db 0x90 ; 0x00 3 Jump instruction(to skip over header on boot)
db "COLIMAS " ; 0X03 8 OEM Name
db 512 ; 0x0b 2 Bytes per sector. The BIOS Parmeter Block starts here.
db 1 ; 0x0d 1 Sectors per cluster
db 1 ; 0x0e 2 Reserved sector count(including boot sector)
db 2 ; 0x10 1 Number of file allocation tables
db 224 ; 0x11 2 Maximum number o root directory entries
db 2880 ; 0x13 2 Total sector:80 tracks * 18 sectors * 2 sides=2880
db 0xf0 ; 0x15 1 Media descriptor
db 9 ; 0x16 2 Sectors per File Allocation Table
db 18 ; 0x18 2 Sectors per track
db 2 ; 0x1a 2 Number of heads
db 0 ; 0x1c 4 Hidden sectors
db 2880 ; 0x20 4 Total sectors again
db 0 ; 0x24 1 Physical drive number
db 0 ; 0x25 1 Reserved("current head")
db 0x29 ; 0x26 1 Signature
db 0xffffffff ; 0x27 4 ID(serial number)
db "Colimas OS "; 0x2b 11 Volume Label
db "FAT12 " ; 0x36 8 FAT file system type, FAT12
resb 18 ; 为了安全添加18 bytes个0

entry:
mov ax,0 ;寄存器初始化
mov ss,ax
mov sp,0x7c00 ;栈指针赋为0x7c00,既引导程序初始地址
mov ds,ax
mov es,ax
mov si,msg ;source index为msg第一个字符地址

putloop:
mov al,[si] ;第一个字符->al
add si,1 ;si+1
cmp al,0 ;比较0寻找最后一个字符，msg之后的byte是0
je fin ;如果等于0则，调到fin
;video bios参考http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS_interrupt_call
mov ah,0x0e ;显示字符
mov bx,15 ;黑色
int 0x10 ;调用video bios中断
jmp putloop
fin:
hlt ;cpu停止
jmp fin ;死循环

msg:
db 0x0a,0x0a ;换行
db "Colimas Simple OS Initialize..."
db 0x0a ;换行
db 0

resb 0x1fe-($-$$) ;510 bytes为1止均设为0
db 0x55,0xaa ;sector结束
编译与运行：
$ nasm boot.s -o boot.bin
$ cp boot.bin ../qemu
$ ./qemu-win.bat
其中qemu-win.bat的内容是
@set SDL_VIDEODRIVER=windib
@set QEMU_AUDIO_DRV=none
@set QEMU_AUDIO_LOG_TO_MONITOR=0
qemu.exe -L . -m 32 -localtime -std-vga -fda boot.bin
运行结果



3．引导程序2
上文已经作了简单的引导程序，引导程序利用了软盘的第一个Sector作为引导sector，下面开始读取软盘第2个Sector。
读取磁盘需要使用Disk Bios，int 13中断，参考http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS_interrupt_call#INT_13h_AH.3D02h:_Read_Sectors_From_Drive

;boot.s
;Colimas Simple OS
org 0x7c00 ;引导程序开始位置
;Fat12文件系统格式参考 http://en.wikipedia.org/wiki/FAT32#FAT12
; |offset|Length|Descripton
jmp entry
db 0x90 ; 0x00 3 Jump instruction(to skip over header on boot)
db "COLIMAS " ; 0X03 8 OEM Name
db 512 ; 0x0b 2 Bytes per sector. The BIOS Parmeter Block starts here.
db 1 ; 0x0d 1 Sectors per cluster
db 1 ; 0x0e 2 Reserved sector count(including boot sector)
db 2 ; 0x10 1 Number of file allocation tables
db 224 ; 0x11 2 Maximum number o root directory entries
db 2880 ; 0x13 2 Total sector:80 tracks * 18 sectors * 2 sides=2880
db 0xf0 ; 0x15 1 Media descriptor
db 9 ; 0x16 2 Sectors per File Allocation Table
db 18 ; 0x18 2 Sectors per track
db 2 ; 0x1a 2 Number of heads
db 0 ; 0x1c 4 Hidden sectors
db 2880 ; 0x20 4 Total sectors again
db 0 ; 0x24 1 Physical drive number
db 0 ; 0x25 1 Reserved("current head")
db 0x29 ; 0x26 1 Signature
db 0xffffffff ; 0x27 4 ID(serial number)
db "Colimas OS "; 0x2b 11 Volume Label
db "FAT12 " ; 0x36 8 FAT file system type, FAT12
resb 18 ; 为了安全添加18 bytes个0

entry:
mov ax,0 ;寄存器初始化
mov ss,ax
mov sp,0x7c00 ;栈指针赋为0x7c00,既引导程序初始地址
mov ds,ax
mov es,ax
mov si,msg ;source index为msg第一个字符地址

putloop:
mov al,[si] ;第一个字符->al
add si,1 ;si+1
cmp al,0 ;比较0寻找最后一个字符，msg之后的byte是0
je fin ;如果等于0则，调到fin
;video bios参考http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS_interrupt_call
mov ah,0x0e ;显示字符
mov bx,15 ;灰色
int 0x10 ;调用video bios中断
jmp putloop
;读取磁盘第2个Sector数据
reading:
mov ax,0x0820
mov es,ax ;0x0820(es) * 16=0x8200
mov ch,0 ;track/cylinder number
mov dh,0 ;head number
mov cl,2 ;sector number
mov ah,0x02 ;status of reading disk sector
mov al,1 ;number of sectors read
mov bx,0 ;0x0820(es) * 16 + 0(bx)=0x8200, 0x7e00~0x9fbff之间
mov dl,0x00 ;A drive
int 0x13 ;Read
jc error ;on error goto label error

mov si,msg2 ;source index msg2第一个字符地址
putloop2:
mov al,[si] ;第一个字符->al
add si,1 ;si+1
cmp al,0 ;比较0找最后一个字符，msg之后的byte是0
je fin ;
mov ah,0x0e ;显示字符
mov bx,15 ;灰色
int 0x10 ;调用video bios中断
jmp putloop2
error:
mov ax,0
mov es,ax
mov si,errmsg
putloop3:
mov al,[si]
add si,1
cmp al,0
je fin
mov ah,0x0e
mov bx,15
int 0x10
jmp putloop3
;读完后，休眠
fin:
hlt ;cpu停止
jmp fin ;死循环
msg:
db 0x0a,0x0a ;
db "Colimas Simple OS Initialize..."
db 0x0a ;
db "Reading disk..."
db 0x0a ;
db 0

msg2:
db "1 sector was read."
db 0x0a
db 0
errmsg:
db "load error"
db 0x0a
db 0

resb 0x1fe-($-$$)
db 0x55,0xaa ;
编译与运行：
$ nasm boot.s -o boot.bin
$ cp boot.bin ../qemu
$ ./qemu-win.bat



笑
（未完）-C语言的开始，编写图形显示程序。