试一试在没有操作系统的机器上运行下我们的代码
Hello，小伙伴们大家好，在上一篇文章中（传送门：没有操作系统，也能运行我们的程序？(理论部分)），我们已经知道了一台计算机是如何加载操作系统到内存之中的。在这里简单的回顾一下，首先CPU先执行ROM中的BIOS程序进行硬件自检，硬件没问题之后，BIOS程序开始加载硬盘第一个扇区共512个字节到内存中，这512个字节是操作系统的引导代码，是专门引导操作系统的，因此这个扇区也叫主引导扇区。CPU执行操作系统引导代码，将操作系统的核心部分加载到内存中，这样操作系统就跑起来了，计算机就有灵魂了。好了，当然，我们也可以把我们的代码放到硬盘的第一个扇区，然后按下开机键，让BIOS把我们的代码加载到内存中，让CPU去执行我们的代码，这样，就实现了在计算机裸机上直接去运行我们的代码了。OK，我们开始动手做下实验吧。
首先先介绍一下我们的代码，我们的代码的功能是直接在显示屏显示“Hello,ITNiShiLiu”的字样，因此我们首先来介绍下如何在显示屏显示我们的字。为显示屏提供显示内容的是显卡，然后显卡的存储器就存放着要显示的内容，显卡的存储器称为显存。
在执行BIOS程序的时候，BIOS会执行一个硬件的初始化，它会将显存的显示模式初始化为80*25的文本模式。那么80*25的文本模式是怎么样的呢？我们来看一下下面这幅图。
80*25说明显示器可以显示80列*25行的字符个数，显存的两个字节对应显示屏上的一个字符，在每两个字节中，一个字节存放字符的ASCII编码，另一个字节存放字符的属性，比如颜色、背景色这些属性值，每两个字节经过字符发生器的解析之后，再在显示器中显示出来。
用一个字节表示属性，就是如下图这样，去表示每个字符的属性的。
好了，明白了显示字符到显示屏的原理之后，我们还要明白，显存到底在哪个位置？
在Intel 8086为基础的处理器中，规定了地址范围为B8000~BFFFF为显存的地址范围，因此我们需要从B8000开始存放我们所要显示的内容即可。
好了，下面我们开始写代码了。。。
我们使用NASM-IDE编写代码，编写完之后，使用NASM编译器对代码进行编译。根据以上思路，我们要把要显示的字符写入到地址B8000开始的位置处，所以我们的段地址为B800。段地址我们采用ES寄存器保存起来。
有了段地址之后，我们就可以通过递增偏移地址开始写数据了，一个字节一个字节地写数据进去显存。第一个字节写进es:0x00的位置处（也即B8000的地址），第二个字节写进es:0x01的位置处（即B8001的地址）。
接下里，我们依次类推，将"Hello,ITNiShiLiu"中的字符依次写进显存中。
mov byte [es:0x02],'e'
mov byte[es:0x03],0x07
mov byte[es:0x04],'l'
mov byte[es:0x05],0x07
mov byte[es:0x06],'l'
mov byte[es:0x07],0x07
mov byte[es:0x08],'o'
mov byte[es:0x09],0x07
mov byte[es:0x0a],','
mov byte[es:0x0b],0x07
mov byte[es:0x0c],"I"
mov byte[es:0x0d],0x07
mov byte[es:0x0e],'T'
mov byte[es:0x0f],0x07
mov byte[es:0x10],'N'
mov byte[es:0x11],0x07
mov byte[es:0x12],'i'
mov byte[es:0x13],0x07
mov byte[es:0x14],'S'
mov byte[es:0x15],0x07
mov byte[es:0x16],'h'
mov byte[es:0x17],0x07
mov byte[es:0x18],'i'
mov byte[es:0x19],0x07
mov byte[es:0x1a],'L'
mov byte[es:0x1b],0x07
mov byte[es:0x1c],'i'
mov byte[es:0x1d],0x07
mov byte[es:0x1e],'u'
mov byte[es:0x1f],0x07最后，由于主引导扇区的大小为512个字节，而且主引导扇区要以"55 AA"两个字节作为结束标志，或者称魔数。每次执行主引导扇区代码时都会首先检查该主引导扇区最后2字节是否是"55 AA"，若是，则会执行主引导扇区，否则，则认为这是一个无效的主引导扇区，停止执行。因此，我们要将我们编译之后的代码凑够512个字节，并且在最后两个字节使用“55 AA”作为结束标志。
OK，代码已经写完了，使用NASM编译器编译一下，得到了bin文件，即为二进制文件。因此我们的代码就被编译为基于Intel 8086处理器的机器指令了。我们可以使用HexViewer工具查看编译后的机器指令，并且它的确是512个字节，最后两个字节为“55 AA”。
最后我们要把这个bin文件写进硬盘开始的512个字节位置处，也即硬盘的第一扇区。怎么完成这个过程呢，我们可以首先在网上下载一个虚拟磁盘VHD软件，它是一个虚拟磁盘，我们用它来模拟我们的硬盘。同时我们再下载一个Vhd Writer软件，该款软件可以对我们的VHD虚拟磁盘进行管理，可以进行写入操作。下载完毕之后，打开Vhd Writer对虚拟磁盘进行写入操作，对虚拟磁盘的第一个扇区写入我们的bin文件。
到此，就将我们的bin文件写入到虚拟磁盘中了。
接下来，我们使用Virtual Box创建一台没有操作系统的虚拟机，然后将我们的虚拟硬盘挂上去。
然后将我们的虚拟硬盘给挂进去，这样，这块硬盘就成为了这台计算机的硬盘了。
创建完成之后，由于该虚拟磁盘已经写入了我们的代码了，我们按下启动按钮，启动我们这台没有操作系统的计算机。
启动成功，我们可以看到，我们的代码在这台没有操作系统的计算机上跑起来了！并在屏幕上显示“Hello，ITNiShiLiu”
上述所使用的工具大家可以自行百度下载，差别不大，能用即可。
完整代码
mov ax,0xb800
;将b800传送到ax寄存器中
mov es,ax
;将ax寄存器中的值，也就是b800传送到附加段寄存器es中
;为什么不写成 mov es,b800 ？
;因为intel处理器不允许，它只允许：mov 段寄存器,通用寄存器/内存单元
;b800这个数是干什么用的？---显存的段地址
;-----------------------------------------------------------------
mov byte[es:0x00],'H'
;将"字符L的ASCII码"存储到显存的第1个存储单元中
;mov byte[es:0x00],0100 1100b / 76 / 0x4C
;地址必须使用方括号括起来
;byte/word：明确的告诉编译器这条指令的数据宽度
;不需要修饰：Mov [00],AL / Mov AX,[00]
mov byte[es:0x01],0x07
;将"字符L的属性"存储到显存的第2个存储单元中
;属性值07：黑底白字、无闪烁、无加亮
mov byte[es:0x02],'e'
mov byte[es:0x03],0x07
mov byte[es:0x04],'l'
mov byte[es:0x05],0x07
mov byte[es:0x06],'l'
mov byte[es:0x07],0x07
mov byte[es:0x08],'o'
mov byte[es:0x09],0x07
mov byte[es:0x0a],','
mov byte[es:0x0b],0x07
mov byte[es:0x0c],"I"
mov byte[es:0x0d],0x07
mov byte[es:0x0e],'T'
mov byte[es:0x0f],0x07
mov byte[es:0x10],'N'
mov byte[es:0x11],0x07
mov byte[es:0x12],'i'
mov byte[es:0x13],0x07
mov byte[es:0x14],'S'
mov byte[es:0x15],0x07
mov byte[es:0x16],'h'
mov byte[es:0x17],0x07
mov byte[es:0x18],'i'
mov byte[es:0x19],0x07
mov byte[es:0x1a],'L'
mov byte[es:0x1b],0x07
mov byte[es:0x1c],'i'
mov byte[es:0x1d],0x07
mov byte[es:0x1e],'u'
mov byte[es:0x1f],0x07
times 313db 0
;让编译器重复生成db 0---- 313次，即313个字节
db 0x55,0xaa
;硬盘主引导扇区的有效标志好了，本次的分享就到这里了，感谢大家的阅读与支持，如有错误，欢迎留言指出和交流！我们下期再见！
完
腾讯云开发者
