在上节博客中，我们介绍了一些操作系统的基本概念。本节我们将会继续来学习操作系统，创建一个在屏幕上有输出主引导程序。我们上节讲到主引导程序，那么它究竟是软件还是固件呢？如果是软件，那么是由谁来开发的？如何开发呢？

        下来我们来介绍下 主引导程序 的相关知识：1、它是一段存储在主引导区（MBR）中的有效代码；2、它并不固化于硬件，属于操作系统代码的一部分；3、它是启动操作系统内核的桥梁，由汇编程序编写而成；4、代码总量是不能超过 512 个字节（包含 0x55aa 在内）。下来我们来看看主引导程序的开发，首先来看看它和一般的应用程序的对比，如下图所示

        我们看到主引导程序的的入口地址是 0x7c00，而一般的应用程序的入口地址为 main 函数；主引导程序的语言是汇编，而一般的应用程序的语言则是常见的 C/C++；主引导程序因为没有操作系统的概念，因此它最后调用的是 BIOS 中断，一般的应用程序最后是 OS 系统程序的调用。

        我们本节课程的是实验目标是：a> 编写一个主引导程序（基于汇编语言）；b> 可独立运行于 x86 架构的主机（无操作系统）；c> 运行后在屏幕上打印“Hello，YHOS！”。我们实现这个目标的思路是：1、先将关键寄存器的值设置为 0（mov ax, 0）；2、定义需要打印的数据（db "Hello, YHOS!"）；3、打印预定义好的字符数据（int 0x10）。

        首先我们先来讲解一些关于汇编的知识点：

        a> mov：赋值操作，它是将右操作数赋值给左操作数。如 mov ax, 0 代表的意思是将 0 赋值给 ax 寄存器

        b> int：触发中断。如 int 0x10 代表的是触发 0x10 中断，对屏幕来进行操作

        c> hlt：停止运行，CPU进入暂停状态，不再执行任何操作。如 hlt 代表的是使程序进入睡眠状态

        d> 汇编中的地址访问方式是：段地址：段内偏移地址。如 mov byte [0xb800:0x01], 0x07；那么此处的 0xb800:0x01 可等价于 0xb800 + 0x01，byte 代表的是后面的数据占用一个字节

        e> 标签。用于表示后续指令的地址（可等同于 C 语言中的标签，作用类似于 goto 跳转语句一样）

        f> $ VS $$。$ 表示当前指令行地址，$$ 表示当前汇编段起始地址

        下来我们来看看中断调用和函数调用的对比，如下图所示

        我们看到在一般的应用程序中 printf 的 %c 对应于在主引导程序中是用两条 mov 指令来完成的，参数 'c' 对应于主引导程序中的 mov al, 'c'。那么在一般的应用程序到此就编写完成了，而主引导程序还加了一句 int 0x10。因为一般的应用程序是基于操作系统来编写的，后续的处理由操作系统来完成；而主引导程序则是没有操作系统的，后面的 CPU 挂起工作就交由编写者自己来完成了。下来我们来编写一个用于引导加载的程序，如下

boot.asm 源码

org 0x7c00    // 定义起始地址start:    mov ax, cs    mov ss, ax    mov ds, ax    mov es, ax    mov si, msg    // 将 msg 所代表的标签地址放到 si 寄存器中    print:    mov al, [si]    // 将 si 中所代表的内容取出来，类似于 C 中的*（头地址）    add si, 1        // 将地址 + 1    cmp al, 0x00    je last        // 如果上面定义的 al 和 0x00 相等，则跳转到 last    mov ah, 0x0e    mov bx, 0x0f    int 0x10    // 触发中断    jmp print    // 类似于 C 中的 while 循环    last:    hlt            // 跳转完成，CPU 挂起    jmp last    // 循环跳转    msg:    db 0x0a, 0x0a    // 定义换行符    db "Hello, YHOS!"    // 定义打印数据    db 0x0a, 0x0a    times 510-($-$$) db 0x00    // 将 510 - 上面代码所占用的字节，因为 msg 也占用字节，所以是 510                                      // $ 代表本行的地址数，$$ 代表上面全部代码的地址个数    db 0x55, 0xaa

        我们在完成引导程序的编写之后，应如何来验证所编写的程序呢？这时我们便可以利用 VMWare 来创建一个空的虚拟机，基于它来验证我们所写的汇编程序。具体思路是：首先将汇编代码编译为二进制机器码（nasm指令），紧接着创建虚拟盘（bximage）；然后将二进制diamante写入虚拟盘起始位置（dd），最后在虚拟机中将虚拟盘作为启动盘执行（VMware）。

        那么接下来我们就要准备实验的原材料了：a> nasm 指令：nasm boot.asm -o boot.bin，这是将我们编写的 boot.asm 编译为二进制 bin 文件；b> bximage 指令：bximage a.img -q -fd -size=1.44，其中的 -q 选项是指不用进行交互界面，直接一次运行完成；c> dd 指令：dd if=boot.bin of=a.img bs=512 count=1 conv=notrunc，这是将 bin 文件写入到 a.img 文件中。下来我们来进行实验，在 VMware 中创建一个新的并且为空的虚拟机。先来编译得到目标文件 a.img，步骤如下

        1、利用 nasm 指令来完成 bin 文件的编译，如下

        2、利用 bximage 指令来完成 a.img 的创建，如下

        我们看到 a.img 已经创建出来。

        3、利用 dd 指令来完成 boot.bin 在 a.img 的写入，如下

        下来我们先来启动创建的空的虚拟机，开机应该是没有操作系统的，我们来看看屏幕上会输出什么

          我们看到输出的是操作系统没发现，接下来我们就要将我们自己编写的主引导程序 a.img 放入它里面，让它打印出我们自己定义的 “Hello，YHOS！”。先将 a.img 装入到软盘中，然后再来启动，看看屏幕上输出什么

        我们看到在屏幕上已经打印出了我们所想要的字符串了。至此，本节的目标已经实现。通过今天对主引导程序的学习，总结如下：1、主引导程序的代码量不能超过 512 字节；2、主引导程序需要使用汇编语言开发；3、主引导程序中可以通过 BIOS 中断使用硬件功能；4、主引导程序运行于实模式（地址都是实际的物理地址）。