1 匯編啟動程序
這部分主要是用來學習linux-0.11，做預前匯編準備工作。同時也是一個啟動程序，用來引導操作系統代碼。
1.1 工具
1.bin86，所以我們使用的是as86匯編語言。可以使用：
$ sudo apt-get intall bin86
安裝軟件工具。然后可以使用：
$ man 1 as86
查詢相應的匯編代碼。
這只是一個boot部分的代碼，使用的是as86匯編器，ld86鏈接器，而如果我們要加載head的代碼，則需要使用GNU的gas匯編器，用GNU ld鏈接。
需要知道，目前這部分的boot代碼，對于整個bios來說，只有512B，也就是說，啟動整個linux系統，還需要第二部分的代碼，也就是loader代碼，之后才是Linux代碼。
對于loader代碼，比較有名的有Lilo,Grub和spfdisk等。
注意事項
as86匯編器對于boot.s程序編譯時生成boot.o目標文件，再用ld86進行鏈接操作，生成MINIX結構的可執行文件，但在Linux中用作引導時需要去除其MINIX文件頭結構。
2.GNU as工具
as匯編語言語法和intel的匯編語言有很大不同，被稱為AT&T語法，最主要的區別是以下幾點：
a. AT&T語法立即操作數前面加”$”,而寄存器操作數前面要加%與程序計數器相關的語句操作數前面要加*，intel沒有限制。
b. AT&T語法的源操作數和目的操作數與intel的位置正好相反，它是源在前，目的在后。
c. AT&T語法中內存操作數的長度由操作碼的最后一個字符決定比如b for byte, w for word, l for long，
Intel則通過前綴區分比如Intel的是mov al，byte ptr foo，而AT&T中是movb foo,%al 。
d. AT&T不提供對多代碼段的支持，UNIX類操作系統要求所有代碼在一個段中。
1.2 基礎知識
默認的引導代碼會放在軟盤的引導扇區，也就是軟盤的頭512個字節位置。而bios會將這部分代碼讀取出來， 放到內存的0x7c00:0x0處。因此，我們的代碼運行地址都是基于0x7c00的。
intel架構下的寄存器
只列出關鍵的一些寄存器：
8個數據寄存器：EAX、EBX、ECX、EDX
2個變址寄存器：ESI、EDI
2個指針寄存器：ESP、EBP
1個標志寄存器：EFLAGS
6個段寄存器：CS、DS、ES、FS、GS、SS
1.數據寄存器
32位CPU有4個32位的通用寄存器eax、ebx、ecx和edx。對低16位數據的存取，不會影響高16位的數據。這些低16位寄存器分別命名為：ax、bx、cx和dx，它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4個16位寄存器又可分割成8個獨立的8位寄存器(ax：ah-al、bx：bh-bl、cx：ch-cl、dx：dh-dl)，每個寄存器都有自己的名稱，可獨立存取。程序員可利用數據寄存器的這種“可分可合”的特性，靈活地處理字/字節的信息。
寄存器ax和al通常稱為累加器(accumulator)，用累加器進行的操作需要更少的時間。累加器可用于乘、除、輸入/輸出等操作。
寄存器bx稱為基地址寄存器(base register)，可作為存儲器指針使用。
寄存器cx稱為計數寄存器(count register)，在循環和字符串操作時，可用它來控制循環次數，在位操作中，當移多位時，要用cl來指明移位的位數。
寄存器dx稱為數據寄存器(data register)，在進行乘、除運算時，它可作為默認的操作數參與運算，也可用于存放I/O的端口地址。
在16位cpu中，ax、bx、cx、dx不能作為基址和變址寄存器來存放存儲單元的地址，但在32位cpu中，其32位寄存器eax、ebx、ecx、edx不僅可以傳送數據、暫存數據保存算術邏輯運算結果，而且也可作為指針寄存器，所以，這些32位寄存器更具通用性。
2.變址寄存器
32位cpu有2個32位通用的寄存器esi和dsi。其低16位對應先前cpu中的si和di，對低16位數據的存取，不影響高16位的數據。
寄存器esi、edi、si和di稱為變址寄存器(index register)，它們主要用于存放存儲單元在段內的偏移量，用它們可以實現多種存儲器操作數的尋址方式，為以不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
變址寄存器不可分割為8位寄存器。作為通用寄存器，也可存儲算術邏輯運算的操作數和運算結果。
3.指針寄存器
32位cpu有2個32位通用寄存器ebp和esp。其低16位對應先前cpu中的sbp和sp，對低16位數據的存取，不影響高16位的數據。
寄存器ebp、esp、bp和sp稱為指針寄存器(pointer register)，主要用來存放堆棧內存儲單元的偏移量，用它們可實現多種寄存器操作數的尋址方式，可以位不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
它們主要用于訪問堆棧內的存儲單元，并做了規定：
bp為基指針(base pointer)寄存器，用來可直接存取堆棧中的數據。
sp為堆棧指針(stack pointer)寄存器，用它只可以訪問棧頂。
4.段寄存器
段寄存器時根據內存分段的管理模式而設置的。內存單元的物理地址由段寄存器的值和一個偏移量組合而成的，這樣可用兩個較少的值合成一個可訪問較大物理空間的內存地址。
cpu內部的段寄存器：
cs：
代碼段寄存器(code segment register)，值為代碼段的段值。
ds：
數據段寄存器(data segment register)，值為數據段的段值。
es：
附加段寄存器(extra segment register)，值為附加數據段的段值。
ss：
堆棧段寄存器(stack segment register)，值為堆棧段段值。
fs：
附加段寄存器(extra segment register)，值為附加數據段的段值。
gs：
附加段寄存器(Extra Segment Register)，其值為附加數據段的段值。
在16位CPU系統中，它只有4個段寄存器，所以，程序在任何時刻至多有4個正在使用的段可直接訪問；在32位微機系統中，它有6個段寄存器，所以，在此環境下開發的程序最多可同時訪問6個段。
32位CPU有兩個不同的工作方式：實模式和保護模式。在每種方式下，段寄存器的作用是不同的。有關規定簡單描述如下：
實模式： 前4個段寄存器CS、DS、ES和SS與先前CPU中的所對應的段寄存器的含義完全一致，內存單元的邏輯
地址仍為“段值：偏移量”的形式。為訪問某內存段內的數據，必須使用該段寄存器和存儲單元的偏移量。
保護模式： 在此方式下，情況要復雜得多，裝入段寄存器的不再是段值，而是稱為“選擇子”(Selector)的某個值。
5.指令寄存器
32位CPU把指令指針擴展到32位，并記作EIP，EIP的低16位與先前CPU中的IP作用相同。
指令指針EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次將要執行的指令在代碼段的偏移量。在具有預取指令功能的系統中，下次要執行的指令通常已被預取到指令隊列中，除非發生轉移情況。所以，在理解它們的功能時，不考慮存在指令隊列的情況。
在實模式下，由于每個段的最大范圍為64K，所以，EIP中的高16位肯定都為0，此時，相當于只用其低16位的IP來反映程序中指令的執行次序。
6.標志寄存器
包括運算結果標志位、狀態控制標志位、32位標志寄存器增加的標志位等等。
1.3 系統架構
2 編寫代碼與分析代碼
我們可以參照linux-0.11的bootsect.s中的源代碼。
我們可用編寫的boot.s源碼如下：
.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 編譯與運行
a.編譯
$ as86 -0 -a -o boot.o boot.s
$ ld86 -0 -s -o boot boot.o
b.制作軟盤文件
$ dd bs=32 if=boot of=boot.img skip=1
c.編輯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.執行
$ bochs -f bochsrc
4 調試
4.1 基本調試技巧
我們可以利用vim本身自帶的查看二進制方法：
$ vim -b boot
然后使用：
:%!xxd -g 1
我們對上面的文件進行分析，可以看到如下圖所示：
當然，我們也要注意一個小細節，如下圖所示：
我們要計算一下，0x210+16 = 544。也就是說，生成的文件是544字節的。比我們需要生成的512字節多了32字節。整個呢，就是minix可執行文件的頭結構。
5 補充知識
5.1 軟盤
若使用3.5寸的軟盤，則分為上下兩面，每面分為80個磁道，每個磁道分為18個扇區，而一個扇區就是512字節。
因此，計算其大小為：
2*80*18*512/1024.0 = 1440.0KB = 1.44MB
軟盤需要軟驅對其進行讀寫操作。軟驅的主要組成有：控制電路板、馬達、磁頭定位器和磁頭。磁頭其實是很小的，上下各有一個，我們看到的是它的滑軌。
