1 汇编启动程序
这部分主要是用来学习linux-0.11，做预前汇编准备工作。同时也是一个启动程序，用来引导操作系统代码。
1.1 工具
1.bin86，所以我们使用的是as86汇编语言。可以使用：
$ sudo apt-get intall bin86
安装软件工具。然后可以使用：
$ man 1 as86
查询相应的汇编代码。
这只是一个boot部分的代码，使用的是as86汇编器，ld86链接器，而如果我们要加载head的代码，则需要使用GNU的gas汇编器，用GNU ld链接。
需要知道，目前这部分的boot代码，对于整个bios来说，只有512B，也就是说，启动整个linux系统，还需要第二部分的代码，也就是loader代码，之后才是Linux代码。
对于loader代码，比较有名的有Lilo,Grub和spfdisk等。
注意事项
as86汇编器对于boot.s程序编译时生成boot.o目标文件，再用ld86进行链接操作，生成MINIX结构的可执行文件，但在Linux中用作引导时需要去除其MINIX文件头结构。
2.GNU as工具
as汇编语言语法和intel的汇编语言有很大不同，被称为AT&T语法，最主要的区别是以下几点：
a. AT&T语法立即操作数前面加”$”,而寄存器操作数前面要加%与程序计数器相关的语句操作数前面要加*，intel没有限制。
b. AT&T语法的源操作数和目的操作数与intel的位置正好相反，它是源在前，目的在后。
c. AT&T语法中内存操作数的长度由操作码的最后一个字符决定比如b for byte, w for word, l for long，
Intel则通过前缀区分比如Intel的是mov al，byte ptr foo，而AT&T中是movb foo,%al 。
d. AT&T不提供对多代码段的支持，UNIX类操作系统要求所有代码在一个段中。
1.2 基础知识
默认的引导代码会放在软盘的引导扇区，也就是软盘的头512个字节位置。而bios会将这部分代码读取出来， 放到内存的0x7c00:0x0处。因此，我们的代码运行地址都是基于0x7c00的。
intel架构下的寄存器
只列出关键的一些寄存器：
8个数据寄存器：EAX、EBX、ECX、EDX
2个变址寄存器：ESI、EDI
2个指针寄存器：ESP、EBP
1个标志寄存器：EFLAGS
6个段寄存器：CS、DS、ES、FS、GS、SS
1.数据寄存器
32位CPU有4个32位的通用寄存器eax、ebx、ecx和edx。对低16位数据的存取，不会影响高16位的数据。这些低16位寄存器分别命名为：ax、bx、cx和dx，它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(ax：ah-al、bx：bh-bl、cx：ch-cl、dx：dh-dl)，每个寄存器都有自己的名称，可独立存取。程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性，灵活地处理字/字节的信息。
寄存器ax和al通常称为累加器(accumulator)，用累加器进行的操作需要更少的时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作。
寄存器bx称为基地址寄存器(base register)，可作为存储器指针使用。
寄存器cx称为计数寄存器(count register)，在循环和字符串操作时，可用它来控制循环次数，在位操作中，当移多位时，要用cl来指明移位的位数。
寄存器dx称为数据寄存器(data register)，在进行乘、除运算时，它可作为默认的操作数参与运算，也可用于存放I/O的端口地址。
在16位cpu中，ax、bx、cx、dx不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址，但在32位cpu中，其32位寄存器eax、ebx、ecx、edx不仅可以传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果，而且也可作为指针寄存器，所以，这些32位寄存器更具通用性。
2.变址寄存器
32位cpu有2个32位通用的寄存器esi和dsi。其低16位对应先前cpu中的si和di，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。
寄存器esi、edi、si和di称为变址寄存器(index register)，它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量，用它们可以实现多种存储器操作数的寻址方式，为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。
变址寄存器不可分割为8位寄存器。作为通用寄存器，也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。
3.指针寄存器
32位cpu有2个32位通用寄存器ebp和esp。其低16位对应先前cpu中的sbp和sp，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。
寄存器ebp、esp、bp和sp称为指针寄存器(pointer register)，主要用来存放堆栈内存储单元的偏移量，用它们可实现多种寄存器操作数的寻址方式，可以位不同的地址形式访问存储单元提供方便。
它们主要用于访问堆栈内的存储单元，并做了规定：
bp为基指针(base pointer)寄存器，用来可直接存取堆栈中的数据。
sp为堆栈指针(stack pointer)寄存器，用它只可以访问栈顶。
4.段寄存器
段寄存器时根据内存分段的管理模式而设置的。内存单元的物理地址由段寄存器的值和一个偏移量组合而成的，这样可用两个较少的值合成一个可访问较大物理空间的内存地址。
cpu内部的段寄存器：
cs：
代码段寄存器(code segment register)，值为代码段的段值。
ds：
数据段寄存器(data segment register)，值为数据段的段值。
es：
附加段寄存器(extra segment register)，值为附加数据段的段值。
ss：
堆栈段寄存器(stack segment register)，值为堆栈段段值。
fs：
附加段寄存器(extra segment register)，值为附加数据段的段值。
gs：
附加段寄存器(Extra Segment Register)，其值为附加数据段的段值。
在16位CPU系统中，它只有4个段寄存器，所以，程序在任何时刻至多有4个正在使用的段可直接访问；在32位微机系统中，它有6个段寄存器，所以，在此环境下开发的程序最多可同时访问6个段。
32位CPU有两个不同的工作方式：实模式和保护模式。在每种方式下，段寄存器的作用是不同的。有关规定简单描述如下：
实模式： 前4个段寄存器CS、DS、ES和SS与先前CPU中的所对应的段寄存器的含义完全一致，内存单元的逻辑
地址仍为“段值：偏移量”的形式。为访问某内存段内的数据，必须使用该段寄存器和存储单元的偏移量。
保护模式： 在此方式下，情况要复杂得多，装入段寄存器的不再是段值，而是称为“选择子”(Selector)的某个值。
5.指令寄存器
32位CPU把指令指针扩展到32位，并记作EIP，EIP的低16位与先前CPU中的IP作用相同。
指令指针EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次将要执行的指令在代码段的偏移量。在具有预取指令功能的系统中，下次要执行的指令通常已被预取到指令队列中，除非发生转移情况。所以，在理解它们的功能时，不考虑存在指令队列的情况。
在实模式下，由于每个段的最大范围为64K，所以，EIP中的高16位肯定都为0，此时，相当于只用其低16位的IP来反映程序中指令的执行次序。
6.标志寄存器
包括运算结果标志位、状态控制标志位、32位标志寄存器增加的标志位等等。
1.3 系统架构
系统架构
地址映射
2 编写代码与分析代码
我们可以参照linux-0.11的bootsect.s中的源代码。
我们可用编写的boot.s源码如下：
.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text
BOOTSEG=0x07c0
entry start
start:
jmpi go,BOOTSEG
go:
mov ax,cs
mov ds,ax
mov es,ax
mov ax,#0x0600
mov cx,#0x0000
mov dx,#0x0fff
int 0x10
mov cx,#20
mov dx,#0x0000
mov bx,#0x000c
mov bp,#msg1
mov ax,#0x1301
int 0x10
loop0: jmp loop0
msg1: .ascii "loading system..."
.byte 13,10
.org 510
.word 0xaa55
.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:
3 编译与运行
a.编译
$ as86 -0 -a -o boot.o boot.s
$ ld86 -0 -s -o boot boot.o
b.制作软盘文件
$ dd bs=32 if=boot of=boot.img skip=1
c.编辑bochsrc文件：
megs:32
romimage:file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage:file=/usr/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest
floppya:1_44=boot.img,status=inserted
boot:floppy
mouse:enabled=0
keyboard:keymap=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map
d.执行
$ bochs -f bochsrc
4 调试
4.1 基本调试技巧
我们可以利用vim本身自带的查看二进制方法：
$ vim -b boot
然后使用：
:%!xxd -g 1
我们对上面的文件进行分析，可以看到如下图所示：
可执行文件二进制分析
当然，我们也要注意一个小细节，如下图所示：
生成的文件内容
我们要计算一下，0x210+16 = 544。也就是说，生成的文件是544字节的。比我们需要生成的512字节多了32字节。整个呢，就是minix可执行文件的头结构。
5 补充知识
5.1 软盘
若使用3.5寸的软盘，则分为上下两面，每面分为80个磁道，每个磁道分为18个扇区，而一个扇区就是512字节。
因此，计算其大小为：
2*80*18*512/1024.0 = 1440.0KB = 1.44MB
软盘需要软驱对其进行读写操作。软驱的主要组成有：控制电路板、马达、磁头定位器和磁头。磁头其实是很小的，上下各有一个，我们看到的是它的滑轨。
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