在0x00文章中，我们提到了引导扇区的一个重要细节：主引导签名。
在这篇文章中，我们不要急于开始写作。让我们了解一下我们可以使用的内存空间，以及电脑刚启动后的内存分配。
在启动开始时，计算机将进入真实模式。在这种模式下，我们可以访问的内存空间只有1M(并且只能执行16位程序)。如果我们想实现一个可以访问4GB内存的32位系统，我们必须进入保护模式(64位系统应该进一步进入长模式)。
在真实模式下，内存分配如下：
1.0x ffff 0-0x ffff BIOS入口地址。CPU初始化后，将CS:IP设置为0xffff0，直接跳转到这个入口位置，开始执行这里存储的第一条指令0xea5be000f0，即jmp0xf000:0xe05b，跳转到物理地址(0xf0004)0xe05b=0xfe05b，这是一个自检程序。
2.0xf0000-0xffff BIOS程序范围。请注意！0x ffff 0-0x ffff也属于BIOS程序的范围。所以，其实BIOS程序范围是0xf0000-0xfffff。
3.0xc 8000-0x efff映射硬件适配器的ROM。
4.0xc0000-0xc7ff显示适配器BIOS。
5.0xb 8000-0xffff文本模式显示适配器空间。
6.0xb0000-0xb7fff黑白显示适配器空间。
7.0xa0000-0xffff色彩适配器空间。之后，我们将通过设置vga 13h模式来使用这个空间，并直接向这个空间写入8位，相应的显示像素将被修改。这就是我们如何实现最基本的展示。当然以上两个显示适配器空间也可以用来显示，不过我没有深究，有兴趣的话可以理解。
8.0 x9fc 00-0x9 ffff扩展BIOS数据区。
9.0x07e 00-0x9bff可用面积(约608kb)。进入引导加载程序后，我们将主引导程序(512字节)整体移动到0x90000，然后加载后来写入0x90200的加载程序，将操作系统从存储设备中取出并加载到内存中，操作系统的主要部分也会加载到这个空间(0x10000~0x8ffff)。
10.0x07c00-0x07dff启动程序。本文接下来描述的boot section . s编译的引导扇区将被加载到这个空间中运行。
11.0x00500-0x07bff可用面积(约30kb)。
12.0x00400-0x004ff BIOS数据区。
13.0x00000-0x003ff中断矢量表。中断向量表是一个非常重要的结构，存储在这部分的数据直接链接到int指令。跳转地址存储在表中。当我们第一次进入系统时，我们需要BIOS提供的一些基本功能来帮助初始化和加载系统。这时候我们会用到int指令，比如int $0x10，这意味着我们调用BIOS的视频服务。此时CPU会从中断向量表中找到0x10中断，取出地址并跳转，转移到BIOS提供的程序中执行，执行后返回。这个向量表在进入保护模式后会被我们的操作系统覆盖，但之后我们还是需要构造自己的中断向量表。
让我们开始写短靴吧。如果你第一次接触ATT集会，不要害怕。下面的程序会一一解释。
首先是开场白部分。
Code16意味着告诉汇编程序将这段代码编译成16位程序。后来写head.s的时候，会用到32位的程序，所以写。开头的代码32。global bootstart定义了全局符号，对于外部程序来说是可见的，所以在链接的时候，如果链接器在其他程序中发现了一个未定义的符号，但是发现这里有一个和global同名的符号，它就会链接。全局数据贝格、数据端、BSS贝格、bssend、textbeg、textend
#这也是全球符号的定义。下面是细分部分。文本
textbeg:数据
database :英国标准规格
Bssbeg:text，data， bss. BSS分别表示代码段、数据段和未初始化的数据段，三个xwdhm在同一个地址范围内，这意味着这个程序实际上是没有分段的。
接下来是常量定义部分。
那个。文本#文本段从这里开始。equaBOOTSEG，0x07c0。eqa用于定义常量，其中bootseg定义为0x07c0，我们稍后将通过ljmp指令将CS寄存器设置为该值。有人会问为什么不是0x07c00，这就不得不说说i386的寻址方式了：
I386在实模式(16位)下，寻址是指通过CS:IP的实际物理地址，所以当CS=0x07c0且IP=0x0000时，实际物理地址为：
(0x07c04)0x0000=0x07c00，这是开始加载主引导的地址。equ INITSEG，0x9000
#这是我们以后整体移动主引导程序的地方，CS:IP=0x90000。equ SETUPSEG，0x9020
# setup.s程序将被
载入到CS:IP=0x90200处， # 也就是主引导搬迁之后0x901ff的后面一个字节开始处 .equ SYSSEG, 0x1000 # 操作系统主要程序被加载到0x10000处，当然 # 这个时候我们是没有写操作系统主程序的，这个只是提前写一下 # 毕竟我们要在写之前先规划好空间 .equ SYSEND, 0x8000 # 这是我们操作系统程序装载的结尾地址下面开始bootsect.s的主体程序：
ljmp $BOOTSEG,$bootstart # ljmp指令会同时对CS:IP赋值并且直接跳转到CS:IP指定的位置， # 这里我们就直接跳转到了0x07c0:bootstart即0x07c00+bootstart位置， # bootstart就是下面这个汇编代码的起始symbol， # 执行该指令之后，bootloader正式进入bootstart开始执行指令在接触主程序之前，先提一句，at&t风格的汇编，例如mov %ax,%bx，这个操作是从ax寄存器取出数据，存到bx寄存器中，也就是说前面的是源，后面的是目(目的/目的地)，这和intel风格的汇编是反过来的。
bootstart: mov $BOOTSEG,%ax mov %ax,%ds mov $INITSEG,%ax mov %ax,%es xor %di,%di xor %si,%si mov $0x100,%cx rep movsw ljmp $INITSEG,$stacksetbootstart这段代码就已经开始有点整人了(对于零基础的人来说)。这段代码的目的是，将0x07c00~0x07dff处这512个字节，整体搬到0x90000处。那么这是怎么做到的呢？
首先看到我们对ds和es寄存器进行了赋值。ds和es不能直接通过mov $数字,%ds这种形式来直接赋值，只能间接通过其他寄存器来赋值，所以我们使用了ax寄存器。那么ds寄存器存入了0x07c0，es寄存器存入了0x9000。
接下来两个xor指令，是对di和si寄存器进行清零操作的，xor运算可以快速置0，如果这一点不太清楚，可以搜索异或真值表，不难发现异或只有在两个输入不相同的时候才会输出1，而这里xor %di,%di是寄存器对自身进行按位异或，那结果必然是0。
接着我们将0x100存入cx寄存器，0x100即256。那么为什么我们要给cx赋值256呢？
下面就是重点了，rep指令是根据cx寄存器的值进行操作的，也就意味着cx是多少，rep指令以及后面这个指令(movsw)就执行多少次。那么movsw就要执行256次。movsw又是啥呢？
这个指令是对数据进行“搬运”，它的执行是根据ds:di和es:si来进行的，这个指令会从ds:di处取数据，存放到es:si处，并且在执行之后，自动对di和si加一。再加上movsw这个w后缀意味着一次搬运一个word，即2字节，所以循环256次之后，我们一共搬运了512个字节。
所以这下我们就清楚为什么前面要给ds和es赋值，并且置零di和si了，ds:di指向了0x07c00，es:si指向了0x90000，所以这段代码直接把0x07c00后面的512个字节整体移动到了0x90000处！
接着ljmp，跳转到了0x90000+stackset偏移量处，执行下面的这段代码。
stackset: mov %cs,%ax # ax=INITSEG mov %ax,%ds # ds=ax mov %ax,%es # es=ax mov %ax,%ss # ss=ax mov $0xff00,%sp # sp=0xff00刚刚跳转到0x9000:stackset处，不难得到CS的值是0x9000即INITSEG，IP的值是stackset的偏移量。这时候我们初始化所有的段寄存器ds,es,ss（也可以包括其他的段寄存器），让他们一起赋值为0x9000。并且设置sp(stack pointer)为0xff00，这时候栈的基址就被设置在了es:sp=0x9000:0xff00=0x9ff00处。
start: mov $0x03,%ah # read cursor position xor %bh,%bh # set page 0 int $0x10 # BIOS video service mov $INITSEG,%ax mov %ax,%es # es:bp points to the string mov $sysmsg,%bp # set string address mov $0x1301,%ax # write string,move cursor mov $0x0007,%bx # page 0,black background/white characters mov $28,%cx # length of string int $0x10 # BIOS video service这段代码提到了另外一个重点：BIOS中断调用。看到int $0x10了没，这就是前文中提到的中断调用，0x10就是中断号，在执行了这个指令之后，CPU会跳转到中断指定的位置执行对应的程序，然后返回到此处。由于我们现在还没有能够完全掌控各个设备，所以需要借助BIOS里面已经写好的程序，这时我们就是在调用BIOS内部给我们的程序。
int调用类似于call，但是它执行的是从中断向量表(前文提及到过)中对应中断号位置存储的函数地址，而不是非常直白的call，它有一个搜寻->跳转的过程。
那么既然调用的是已经写好的函数，那么函数必然会需要一些参数，BIOS中断调用使用的参数并不是像使用C调用函数的那种方法push到栈中的，而是由你自己设置一些需要用到的寄存器，来实现传参的。
比如第一个调用,0x10是BIOS显示服务，将ah(ax的高8位)设置为0x03，意思就是我们选择的是读取光标位置这个服务。然后我们将bh(bx高8位)设0，表示页号为0，然后调用0x10中断。0x10中断执行结束后，会反馈一些数据回来：
0x10中断0x03服务信息
这个反馈回来的ch cl dh dl值在接下来的0x10中断0x13号服务中会被部分使用到：
0x10中断0x13服务信息
那么根据这个传参要求，我们要设置es为0x9000，bp为字符串的起始地址，cx字符串长度，dh,dl起始行列(在0x03号服务中已经获得),al=1光标跟随移动，bl 0x07黑底白字(就是图中的属性),bh 0x00页号0。这就是这段代码的下半段所做的事情。sysmsg是字符串地址，在后面会提到，字符串长度28，调用一下0x10中断，此时屏幕上就会输出一行字：
最后一行就是我们输出的字符串
die: hlt jmp die # infinite loop这是个死循环，我们的最简操作系统最后会执行到这里无限循环(操作系统本质上包含一个可以跳出的死循环)。hlt指令是在你的输入设备(键盘/鼠标)没有进行任何操作的时候，暂停CPU的运行，让CPU停下来“歇一歇”，不用一直执行jmp die操作。
sysmsg: .ascii "Starting Balloon System..." .byte 13,10这里就是存放sysmsg字符串的位置，.ascii后面可以写一串字符串，后面跟着的.byte 13,10表示13号和10号字符，13号字符即回车，光标返回最前面，10号字符即换行，光标移到下一行。
.=510 signature: .word 0xaa55这里是程序的点睛之笔，如果缺少这一段，那么程序是无法被识别为主引导的。.=510意思就是一直跳到偏移量为510处，跳过的部分默认填0，这时候留下两个字节的位置，让我们来设置主引导签名0x55,0xaa，这里之所以写成0xaa55，是因为i386在取数的时候为小端序，低地址存放的是数的高位，所以在写入文件的时候，0x55会被放置到前面。
.text textend: .data dataend: .bss bssend:代码段结束。
要想让这段代码顺利跑起来，我们需要qemu-system-i386环境，并且需要一个链接脚本来保证链接器能生成正常的那512字节，最后还要将这512字节的bootsect文件装入一个虚拟软盘，这时候我们需要用到dd指令。链接脚本的代码如下：
OUTPUT_FORMAT(elf32-i386) OUTPUT_ARCH(i386) SECTIONS { .text 0x0000:{ *(.text) } /DISCARD/ : { } }开头两句表示输出格式为elf32-i386，架构为i386
下面是想要的链接结果，将.text段放置到0x0000起点，我们的bootsect.s本来就只有.text段，所以整个代码会直接从0x0000处开始，保证了进入引导的时候能正确执行。保存为文件名ld_boot.ld。
接下来写一下Makefile
All: Image # 执行make All的时候，会直接生成Image文件 .PHONY=clean run-qemu # .PHONY表示伪目标，这里写的东西都不代表文件名， # 我们用的clean和run-qemu都仅仅是操作 bootsect:bootsect.s ld_hxsdl .text bootsect # 冒号后面跟着的是生成bootsect所需的基础文件， # 这里需要bootsect.s和ld_boot.ld # 生成bootsect文件，第一句是用汇编器把.s文件汇编到.o文件 # 第二句是用链接脚本将.o文件转化到elf可执行文件 # 第三句是用objcopy提取bootsect中.text段的内容，再覆盖bootsect文件 # 这样bootsect就是标准的可以被识别和运行的引导程序了 Image:bootsect - @dd if=bootsect of=Image bs=512 count=1 - @echo "Image built done" # dd可以制作一个镜像，if表示输入文件，of表示输出到文件，bs表示一块的大小 # bs=512表示一块有512字节大小，count=1表示生成1块 clean: - @rm -f *.o bootsect Image # 清理文件 run-qemu:Image - @qemu-system-i386 -boot a -fda Image # -fda表示把Image当做虚拟软盘载入qemu虚拟机然后在控制台输入make run-qemu，就可以运行啦！最终结果就是输出一个字符串，然后进入die死循环，这就是最小的操作系统。
下一篇文章我们会对bootsect.s文件进行扩展，尝试通过0x13 BIOS存储器服务，来从软盘中读取我们需要的程序段。