1.概述

BIOS(Basic Input Output System)，即基本输入输出系统。存在主板的ROM区，负责计算机的启动自检。

BIOS的主要功能包括：

• POST（Power-On Self-Test）：开机自检，检测计算机硬件是否正常工作。
• 引导操作系统：从启动设备（如硬盘、光驱等）加载操作系统。
• 提供系统设置：允许用户设置计算机的日期、时间、启动顺序等参数。

BIOS有自动寻找硬件功能，只要是0x55aa结尾，那么，我们就能把它当作引导扇区使用。同时，BIOS 在实际的物理内存中是由布局的我们必须小心，不要破坏这个结构。

BIOS自检设备开始。当BIOS自检结束后会根据启动选项设置（这里指软驱启动)去选择启动设备，即检测软盘的第0磁头第0磁道第1扇区，是否以数值0x55和0xaa两字节作为结尾。如果是，那么BIOS就认为这个扇区是一个Boot Sector (引导扇区)，进而把此扇区的数据复制到物理内存地址0x7c00处，随后将处理器的执行权移交给这段程序(跳转至0x7c00地址处执行)。

内存中，一个容量只有512 B的引导扇区是无法容纳操作系统的，甚至连获取硬件信息的检测程序都容纳不下。鉴于如此苛刻的容量限制， Boot引导程序仅能作为一级助推器，将功能更强大的引导加载程序Loader装载到内存中，这也可以看做是硬件设备向软件移交控制权。一旦Loader引导加载程序开始执行，那么一切都交由我们编写的软件来控制。

这里我们先使用实模式来演示。

这是实模式下1MB的结构。

可以看到MBR在7c00地址加载。这也是为什么之前我们要在7c00开始。

2.常见参数解释

在写一个简单的MBR程序之前，先解释一下常用的参数。

下面的代码通过BIOS中断服务程序int 10h实现屏幕信息显示相关操作。INT 10h中断服务程序要求在调用时，必须向AH寄存器传入服务程序的主功能编号，再向其他寄存器传入参数。

以下是完整程序实现。

;====== clear screem

mov ax,0600h
mov bx,0700h
mov cx,0
mov dx,0184fh
int 10h

;====== set focus
mov ax,0200h
mov bx,0000h
mov dx,0000h
int 10h

;====== display on screen : Start Booting
mov ax,1301h
mov bx,000fh
mov dx,0000h
mov cx,10
push ax
mov ax,ds
mov es,ax
pop ax
mov bp,StartBootMessage
int 10h

清空屏幕

;====== clear screem

mov ax,0600h
mov bx,0700h
mov cx,0
mov dx,0184fh
int 10h

解释：

• mov ax, 0600h：设置 BIOS 视频功能 06h，用于清空屏幕。
• mov bx, 0700h：设置屏幕文本的属性字节（文字颜色和背景颜色）07h 表示白色背景黑色前景。
• mov cx, 0 和 mov dx, 0184fh：设置要清空的屏幕区域，从左上角（第0行第0列）到右下角（第24行第79列）。
• int 10h：调用 BIOS 视频中断服务以执行清屏操作。

BIOS中断服务程序INT 10h的主功能号AH-06h可以实现按指定范围滚动窗口的功能，同时也具备清屏功能，具体寄存器参数说明如下。

INT 10h, AH=06h功能：按指定范围滚动窗口。

AL：滚动的列数，若为0则实现清空屏幕功能；

BH：滚动后空出位置放入的属性；

CH：滚动范围的左上角坐标列号；

CL：滚动范围的左上角坐标行号；

DH：滚动范围的右下角坐标列号；

DL：滚动范围的右下角坐标行号；

BH：颜色属性：

• bit0-2：字体颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
• bit3：字体亮度（0：字体正常，1：字体高亮度）。
• bit4-6：背景颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
• bit 7：字体闪烁（0：不闪烁，1：字体闪烁）。

BH的显示举个例子：0x07 表示白色字体、字体正常、白色背景、不闪烁

这条命令主要用于按指定范围滚动窗口，但是如果AL=0的话，则执行清屏功能。在使用清屏功能时(AL寄存器为0)，其他BX、 CX、 DX寄存器参数将不起作用，无需纠结它们的数值。

设置光标位置

;====== set focus
mov ax,0200h
mov bx,0000h
mov dx,0000h
int 10h

解释：

• mov ax, 0200h：设置 BIOS 视频功能 02h，用于设置光标位置。
• mov bx, 0000h：指定页面号（在文本模式下通常为0）表示文本模式。
• mov dx, 0000h：将光标位置设置为第0行第0列（屏幕左上角）。
• int 10h：调用 BIOS 视频中断服务以设置光标位置。

设置屏幕光标位置BIOS中断服务程序INT 10h的主功能号AH=02h可以实现屏幕光标位置的设置功能，具体寄存器参数说明如下。

INT 10h，AH=02h功能：设定光标位置。

DH=游标的列数；

DL=游标的行数；

BH=页码。

这条语句的目的是，将屏幕的光标位置设置在屏幕的左上角(0,0)处。不论是行号还是列号，它们皆从0开始计数，屏幕的列坐标0点和行坐标0点位于屏幕的左上角，纵、横坐标分别向下和向右两个方向延伸，或者说坐标原点位于屏幕左上角。

显示 “Start Booting” 消息

;====== display on screen : Start Booting
mov ax,1301h
mov bx,000fh
mov dx,0000h
mov cx,10
push ax
mov ax,ds
mov es,ax
pop ax
mov bp,StartBootMessage
int 10h

解释：

• mov ax, 1301h：设置 BIOS 视频功能 13h，用于显示字符串。
• mov bx, 000fh：指定字符串的属性字节（文本颜色和背景色，0Fh 表示白色背景黑色前景）。
• mov dx, 0000h：设置字符串的起始位置为第0行第0列。
• mov cx, 10：指定要显示的字符串长度（假设消息长度为10个字符）。
• push ax ： 将 AX 寄存器保存在堆栈中
• mov ax, ds ： 获取当前数据段
• mov es, ax ：将 ES 寄存器设置为当前数据段
• pop ax ：从堆栈中恢复 AX 寄存器
• push ax、mov ax, ds、mov es, ax、pop ax：这些指令用于设置显示字符串时的段地址。
• mov bp, StartBootMessage：将字符串 StartBootMessage 的偏移地址加载到 BP 寄存器中。
• int 10h：调用 BIOS 视频中断服务以在指定位置显示带有指定属性的字符串。

BIOS中断服务程序INT 10h的主功能号AH=13h可以实现字符串的显示功能，具体寄存器参数说明如下。

INT 10h，AH=13h 功能：显示一行字符串。

AL：写入模式。

• AL=00h：字符串的属性由BL寄存器提供，而CX寄存器提供字符串长度(以B为单位)，显示后光标位置不变，即显示前的光标位置。
• AL=01h：同AL=00h，但光标会移动至字符串尾端位置。
• AL=02h：字符串属性由每个字符后面紧跟的字节提供，故CX寄存器提供的字符串长度改成以Word为单位，显示后光标位置不变。
• AL=03h：同AL=02h，但光标会移动至字符串尾端位置。

CX：字符串的长度。

DH：游标的坐标行号。

DL：游标的坐标列号。

ES:BP=>要显示字符串的内存地址。

BH=页码。

BL=字符属性/颜色属性：

• bit0-2：字体颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
• bit3：字体亮度（0：字体正常，1：字体高亮度）。
• bit4-6：背景颜色（0：黑，1：蓝，2：绿，3：青，4：红，5：紫，6：综，7：白）。
• bit 7：字体闪烁（0：不闪烁，1：字体闪烁）。

用于显示字符串、设定字体的前景色和背景色，还可以设置待显示字符串的坐标位置。

3.参考

郑钢著操作系统真象还原

田宇著一个64位操作系统的设计与实现

丁渊著ORANGE’S：一个操作系统的实现