
























学习汇编之后,我们或许能够思考一些之前无法考虑的问题。本文是个人的一些想法,分享给大家,也许可以激发大家的思维。
学了汇编,我们可以对一些结构较为简单的操作系统进行研究。
我们来考虑一个DOS操作系统,我们想想一个DOS系统由哪些部分组成,无非是引导、硬件控制(最基本的,磁盘、键盘和屏幕)、提供一些中断程序(即所谓"API"),以及一个基本的命令行。这也是MS-DOS1.25中的全部。
很显然,我们如果要独立制作一个DOS操作系统,就应该从这些方面入手。我们已经学完了汇编的基础知识。很显然,前面三个部分以我们目前的汇编能力,外加学习一点硬件知识,有希望能完成;最后一个部分涉及到字符串的处理,这需要我们学习一些相关的算法(如果想实现复杂点的语法使用C语言更为方便,但这里仅考虑最简单的情况)。
因此,我们不妨将这样一个较为基础的DOS作为练习16位汇编的大作业~
我们思考一下C语言里的函数、变量、结构体等概念的实现。
首先,我们在使用函数的时候经常进行嵌套及递归操作,那么如何保存之前函数中的数据就成为了一个问题。汇编语言中,我们使用call调用子程序之后,子程序会先把寄存器入栈。而在C语言的函数中,我们需要暂存局部变量,并且函数过程结束之后,应当及时释放局部变量占用的内存。很显然,函数调用及嵌套具有“先进后出”的性质,即越先进入的函数越靠后结束,这完美契合了栈的特性。如果我们构建一个“栈”,存下局部变量,那么只需要在函数调用前后进出栈,就可以很好的完成内存管理。而我们还有全局变量,两者应该分开存。通常的做法是:在内存中靠前的地方划出一块作为栈,分界线之后的区域存放全局变量,称为“堆”。其他高级语言的内存管理也与此大致相同。这也解释了为什么局部变量不能定义过大——栈的空间有限,会爆栈。
结构体的原理很简单,实质上是一堆挤在一起的变量,只需要用多个寄存器访问即可。
我们前面已经学习了8086CPU的工作原理,选择8086是因为其机制较为简单,同时作为早期CPU的代表,适合新手进行学习,现实生活中应该是见不到这种三十多年前的CPU的。8086CPU为单任务CPU,即只能同时执行一条指令,并且没有任何内存保护机制,也就是说所有程序的内存可以互相看到,非常不安全。因此Intel在之后的CPU版本中加入了保护模式,实现了内存的权限层级管理。保护模式下我们需要学习许多新东西,机制也更复杂。我的观点是:先把8086下的硬件之类的事情折腾清楚搞熟练,再逐步接触保护模式。因此,我后面的教程也会对8086机的其他硬件调用进行详细介绍,以助读者理解。
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