首页 本科作业 操作系统

# 实验目的

  1. 对主引导记录进行理解。
  2. 明白操作系统生成的过程。
  3. 在 U 盘上实现一个可运行的引导程序。

# 实验内容

  1. 用汇编语言编写一小段程序，如在屏幕上输出一个字符。（调用中断）
  2. 利用命令或 winhex 等工具将编译好的二进制程序写入 U 盘的主引导记录
  3. 开机，选择 U 盘启动，观察实验效果。
  4. 进一步地，丰富前述程序的功能，如增加键盘中断，可以对键盘上的动作进行响应（如敲入某字符 X，屏幕能回显即可）。
  5. 再次写入引导扇区，观察实验效果

预备知识：主引导记录、操作系统的生成和初启、汇编

# 程序功能及设计思路

# 在屏幕上显示字符

使用 es（附加段寄存器）寄存器来存储和显示字符。首先，通过 es 寄存器指向显存地址：

mov ax,0xb800
mov es,ax

由于字符和颜色是交替存储的，先指定字符：

mov byte [es:0x00],'H'
mov byte [es:0x02],'e'
mov byte [es:0x04],'l'
mov byte [es:0x06],'l'
mov byte [es:0x08],'o'
mov byte [es:0x0a],','
mov byte [es:0x0c],"u"
mov byte [es:0x0e],'b'
mov byte [es:0x10],'u'
mov byte [es:0x12],'n'
mov byte [es:0x14],'t'
mov byte [es:0x16],'u'
mov byte [es:0x18],'!'

# 键盘输入字符回显

累加器 eax 从地址 0x01 开始，ecx 控制循环次数。每设置一个颜色后，累加器 eax 增加 2，设置下一地址的颜色。

mov eax, 0x01
    mov ecx, 0x19
color:
    mov byte [es:eax],0x0a
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0b
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0c
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0d
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0e
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x09
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0f
    add eax,2
    loop color

# 键盘输入字符回显

通过 int 16h 即键盘中断，可以将键盘输入的字符放入寄存器 AL 中，再通过 int 10h 中断则可以将 AL 中的内容回显在屏幕上。

start:
    mov ah, 0h
    int 16h
    mov ah, 0eh
    int 10h
    jmp start

# 总结：完整代码

完整的代码如下：

org 7c00h
    mov ax,0xb800
    mov es,ax
    mov byte [es:0x00],'H'
    mov byte [es:0x02],'e'
    mov byte [es:0x04],'l'
    mov byte [es:0x06],'l'
    mov byte [es:0x08],'o'
    mov byte [es:0x0a],','
    mov byte [es:0x0c],"u"
    mov byte [es:0x0e],'b'
    mov byte [es:0x10],'u'
    mov byte [es:0x12],'n'
    mov byte [es:0x14],'t'
    mov byte [es:0x16],'u'
    mov byte [es:0x18],'!'
    mov eax, 0x01
    mov ecx, 0x19
color:
    mov byte [es:eax],0x0a
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0b
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0c
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0d
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0e
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x09
    add eax,2
    mov byte [es:eax],0x0f
    add eax,2
    loop color
    jmp start
start:
    mov ah, 0h
    int 16h
    mov ah, 0eh
    int 10h
    jmp start
times 510-($-$$) db 0
    db 0x55,0xaa

# 程序运行情况

# 软盘映像启动

用 NASM 将汇编程序制作成 img映像文件 ，并用虚拟机打开：
内置字符，彩色
开机，就可以看到程序中设置好的 “Hello,ubuntu!” 内容，字体的颜色是循环的彩色。
回显字符，同样彩色
在键盘上输入字符，每输入一个字符就会得到即时的屏幕回显，并且回显的字符也是彩色。

# U 盘启动

用 NASM 将汇编程序制作成二进制的 bin文件 ，再用 WinHex 写入到 U 盘中的前 512 个字节。
WinHex写入U盘

UEFI 似乎是不能启动的，在 BIOS 中改用传统启动

U 盘启动和虚拟机中的效果基本一致，就不再展示啦