如何写一个bootloader

声明：本文为学习Codeproject文章的个人总结性文章，

　　 原文：http://www.codeproject.com/Articles/664165/Writing-a-boot-loader-in-Assembly-and-C-Part

本人开发环境：

　　操作系统：Ubuntu 32位（64位的会有pushl等指令的不能执行等问题，最好为32位）

　　工具：as ld dd bochs

　　语言：at&t 16位汇编

计算机启动运行于real mode，ROM会读取硬盘（或其他介质，如软盘）的CHS模式的0柱面，0磁道，1扇区的的数据到内存0x7c00处，然后到此处执行。所以bootloader就是一段代码，将这段代码写入0柱面，0磁道，1扇区中。

好了，原理简单介绍完毕。

我的当前用户目录是/home/chao/,所以我要在~/Documents/目录下来写代码和进行其他的操作。

创建test.S文件

 1 .code16                    
 2 .text                        
 3      .global _start;
 4 _start:                    
 5 
 6      movb $'X' , %al
 7      movb $0x0e, %ah
 8      int  $0x10
 9 
10      . = _start + 510
11      .byte 0x55
12      .byte 0xaa

解释一下代码的意义。

1 　　　　movb $'X' , %al
2        movb $0x0e, %ah
3        int  $0x10

这是call BIOS interpret，调用号为0x10，查阅资料得知，0x10是Video Service，根据AH中的参数来调用不同的程序，这里AH中是0x0e，功能为Write Character in TTY Mode，也就是向终端写入字符，写入的字符从AL中获取，也就是字符X。

1 . = _start + 510
2       .byte 0x55
3       .byte 0xaa

因为一个有效的启动扇区最后的两个字节内容必须是0x55,0xaa(这是延续下来的，如果不是这两个字节内容，那么这个启动扇区会被认为是无效的，不能启动，所以这两个字节我把它称为验证字节)，所以会有地2,3行内容，至于. = _start + 510，这里的 . 代表当前位置，也就是说，把当前位置设置为从代码开始增加510 bytes的位置，因为一个扇区大小为512 bytes（以前也有别的大小，但是后来512成为主流），所以两个字节的大小留给验证字节。

至此，我们的demo bootloader代码就写好了，下面进行汇编，链接。

as test.S -o test.o
ld –Ttext 0x7c00 --oformat=binary test.o –o test.bin

-Ttext 0x7c00 告诉linker你想把代码加载到内存0x7c00处（至于为什么是这个地方，可以百度，很有意思），我们生成的是test.bin，也就是二进制文件，可以直接执行。

好了，程序有了，还需要把它写入存储介质的启动扇区，那我们就来创建一个。

dd if=/dev/zero of=floppy.img bs=512 count=2880
dd if=test.bin of=floppy.img

我们创建了一个512 bytes的img文件，然后把我们的程序写入。

现在/home/chao/Documents/目录下面应该是这个样子的

如何写一个bootloader

好了，启动设备已经就绪，我们还需要测试下它行不行，那就用到bochs了，它是一个虚拟机软件，

安装命令：

sudo apt-get install bochs bochs-sdl

有的地方说安装bochs-x，但是会出现问题，保险起见还是用bochs-sdl.

现在我们为bochs写一个配置文件

在/home/chao/Documents/目录下创建bochsrc.txt

1 megs: 32
2 #romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest, address=0xf0000
3 #vgaromimage: /usr/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest
4 floppya: 1_44=floppy.img, status=inserted
5 boot: a
6 log: bochsout.txt
7 mouse: enabled=0
8 display_library: sdl

注意：2,3行中的路径可能不同，根据自己的系统查找BIOS-bochs-latest和VGABIOS-lgpl-latest（也可能是其它的而不是VGA，根据自己的情况设置）。

为了方便，可以创建一个build.sh脚本

1 as test.S -o test.o
2 ld -Ttext 0x7c00 --oformat=binary test.o -o test.bin
3 dd if=/dev/zero of=floppy.img bs=512 count=2880
4 dd if=test.bin of=floppy.img

如果把创建img文件的步骤放入脚本中，那么/home/chao/Documents/目录下现在有3个文件

如何写一个bootloader

打开终端，切换到此目录，执行build.sh，然后所需要的文件都有了

如何写一个bootloader

然后执行命令

bochs

可以看到在bochs中显示字符 X

如何写一个bootloader

至此，一个demo bootloader就写完了。

这段代码并没有干什么事情，只是解释了如何在计算机启动时执行我们的代码，真正的bootloader会加载内核程序（或者加载其他的程序，通过其他的程序来加载内核）。

如何写一个bootloader

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