4.跳出第一个扇区

背景：

上文讲到，把操作系统挤到一个扇区里面实在是太委曲了。所以要跳出第一个扇区的限制。

实现方法就是：

（1）把部分代码放到其它扇区

（2）加载其它扇区到内存

（3）跳转到其它扇区中要运行的第一条指令

在3中已经实现了第（2）步，加载扇区2-18至内存0x9000:0x1000处，这一节将介绍（1）和（3）

需求：

1.写一段测试代码，测试代码中包含打印信息（第一行屏幕中间打印‘A’），可以明确知道该代码是否执行到了

2.修改makefile，使测试代码经过编译、链接，最终放入img中从第二个扇区开始的位置

3.修改boot.S，在加载完其它扇区后，主动跳转到测试代码的第一条指令，并执行测试代码。

运行效果：

代码：

boot.S代码修改及说明：

第1处修改：




修改上一节中的一个BUG。

两个值相加的同时把结果存入寄存器会导致编译失败。

应该先把其中一个值存入寄存器，然后让寄存器加另一个值。

第2处修改：




根据上文已知，2-18扇区的数据已经读入到内存上从0x9000:0x0100开始的位置了，所以直接跳转到这个位置就可以了。

第3处修改：




此处省略N行




把BaseOfLoader和OffsetOfLoader的定义移到最前面去了，否则

jmp       $BaseOfLoader,$OffsetOfLoader

会提示错误。

但是指令是从上往下执行的。真正的第一条可执行指令是

mov     %cs, %ax

这句，为了能正确找到第一条指令，在.set的前面加了一句跳转。

makefile代码修改及说明

第1处修改：




新增加一个链接脚本文件，因为需求中说明要新写一个测试代码，这个链接脚本文件就是给测试代码使用的。

为了表示区分，同时将原脚本文件定义为LDFILE_BOOT

第2处修改：




这一部分没有做什么实质性的修改，只是把代码和注释移了一下位置。

第3修改：




此处增加了另一个文件loader.S的编译链接过程。

loader.S就是我们的测试代码。

loader.S的编译链接和boot.S是一样的，只是用的链接脚本不一样。

第4处修改：




第1个扇区仍然是存放boot.bin

第2-13个扇区存放的是loader.bin

剩余2866个扇区仍然为空

第5处修改：



这个makefile文件改好以后，很长一段时间内不会再去修改它了。

新增代码loader.S说明

完整源码：

.code16
.text
    mov     %cs, %ax
    mov     %ax, %ds
    mov     %ax, %es
    mov     %ax, %ss

    mov     $0xb800, %ax
    mov     %ax, %gs
    mov     $0xA, %ah
    mov     $'A', %al
    mov     %ax, %gs:((80*0+39)*2)

    jmp     .

详细说明：

mov     %cs, %ax
    mov     %ax, %ds

此处的%cs已经不是0了，而是0x9000，也就是这段代码的代码段。

在这个文件中，代码段和数据段仍然属于同一个段，因此也要把%ds设置为0x9000。

不过其实这段代码在今天的应用中，所有的数据都是立即数，并没有用到数据段，同样也没有用到%es和%ss，不写也没有关系。

但为了避免以后用到了导致代码出错，这里先加上了。

mov     $0xb800, %ax
    mov     %ax, %gs
    mov     $0xA, %ah
    mov     $'A', %al
    mov     %ax, %gs:((80*0+39)*2)

这一段是用于在屏幕上显示字符的，使用了与boot.S中不同的方法。

问：怎样显示字符？

答：屏幕文件字符显示的缓冲区位置内存物理地址0xb8000-0xb8fff的区间内。其中0xb8000和0xb8001分别存放的是左上角第一个字符的颜色值和ASCII值。

我们所采用的显示字符方法就是：把字符放到内存中对应屏幕显示的位置去。

问：怎么计算屏幕坐标（行：x，列：y）对应的内存地址？

在当前的显示模式中，一行宽度为80个字符，一个字符的宽度是8bit

屏幕位置(行：x，列：y)对应的内存地址就是0xb8000+(80*(x-1)+y-1)*2。

需求中所提到的第一行中间，就是0xb8000+(80*0+39)*2的位置了。

问：怎么访问这个地址呢？

答：我们把0xb800作为段基址，(80*0+39)*2作为段偏移，就刚好得到了这个地址。

新增代码wind_x86 _dos.ld说明

完整源码：

SECTIONS
{
    . = 0x0100;
    .text :
    {
        *(.text)
    } = 0
}

说明，这个脚本的内容和wind_x86.ld的内容几乎一样。只需要解释为什么起点是0x0100。

因为在DOS环境加调试汇编代码时要求起点是0x0100，这么写是为了兼容DOS中的汇编调试环境。