手写操作系统

1.创建启动软盘

开头写一段二进制代码，这代码就是os的内核。
把这代码写到一个文件里，这个文件我们把他当成虚拟软盘，也是我们的启动软盘。

2.使用汇编语言实现内核

https://blog.csdn.net/tyler_download/article/details/51761750
主要就是解释汇编语言的内容。
寄存器是在cpu里的各种硬件。可以把他看成是内存。但是比内存快。
寄存器在汇编里作用就相当于java里定义的变量
第512个字节是55aa（规定好的）
中断就是一个函数。是bios提供给汇编语言的库函数。
hal相当于halt，让系统自己休眠。当使用鼠标或者键盘的时候会恢复。
汇编可以规定颜色。可以调用硬件打印。

3.模拟软盘

https://blog.csdn.net/tyler_download/article/details/51815483
软盘有三个概念：
扇面，
柱面=磁道
扇区。

软盘有两个盘面，一个盘面有80个磁道，每个磁道有18个扇区。
每个扇区的大小是512个字节

这节主要是实现软盘。后面用汇编语言的代码解释一下：
java代码负责模拟软盘。这个软盘有5121880*2个字节的大小。最后生成一个.img文件
前512个字节的内容是从boot.bat里读的。后面的内容随便。

4.让内核突破512字节的限制

https://blog.csdn.net/tyler_download/article/details/51970921
写一个内核加载器，这个内核加载器要很小，能够在512字节中放下。而且功能很单一，负责把操作系统内核加载到系统内存里。加载完之后就把cpu执行权再交给内核。
要素：内核加载器、内核、内存。
举个例子：去游乐园，游乐园的门很小（512字节），本来所有的项目都是放在门这里。后来增加设施，门口这地方不够用了，就安排一些大力神仙（内存加载器）在游乐园门口负责把各种设施放到他们应该放的地方。放完之后，在把门口的路变成通往第一个设备的路。
设备是内核。门口的地方是最开始的扇区，512字节。0面0柱面0扇区。

说一下整体代码逻辑：
kernerl.bat里面是内核代码。这个内核功能就负责打印一句话
用java读取出来这个文件的内容，并放到软盘0x8000地址所在柱面处。
然后把内存加载器的文件里的内容也读取出来放到0盘面0柱面0扇区处。
然后把这个软盘弄成img，用vm运行即可。

5.由实模式进入保护模式之32位寻址

有个数据结构
从实模式到保护模式，没讲清楚保护的意思

6.超强寻址

把内容写到5M处，然后从5M处再把代码读到内存。

7.c语言和汇编语言互相调用

package os;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
/**
 * @Auther: zhayin:zhayin.lz@alibaba-inc.com
 * @Date: 2021/8/16 6:04 下午
 * @Description:
 */
public class Floppy {
    enum MAGNETIC_HEAD {
        MAGNETIC_HEAD_0,
        MAGETIC_HEAD_1
    };
    public int SECTOR_SIZE = 512;
    private int CYLINDER_COUNT = 80; //80个柱面
    private int SECTORS_COUNT = 18;
    private MAGNETIC_HEAD magneticHead = MAGNETIC_HEAD.MAGNETIC_HEAD_0;
    private int current_cylinder = 0;
    private int current_sector = 0;
    private HashMap<Integer,ArrayList<ArrayList<byte[]>> > floppy = new HashMap<Integer,ArrayList<ArrayList<byte[]>> >(); //一个磁盘两个面
    public Floppy() {
        initFloppy();
    }
    private void initFloppy() {
        //一个磁盘有两个盘面
        floppy.put(MAGNETIC_HEAD.MAGNETIC_HEAD_0.ordinal(), initFloppyDisk());
        floppy.put(MAGNETIC_HEAD.MAGETIC_HEAD_1.ordinal(), initFloppyDisk());
    }
    private ArrayList<ArrayList<byte[]>> initFloppyDisk() {
        ArrayList<ArrayList<byte[]>> floppyDisk = new ArrayList<ArrayList<byte[]>>(); //磁盘的一个面
        //一个磁盘面有80个柱面
        for(int i = 0; i < CYLINDER_COUNT; i++) {
            floppyDisk.add(initCylinder());
        }
        return floppyDisk;
    }
    private ArrayList<byte[]> initCylinder() {
        //构造一个柱面，一个柱面有18个扇区
        ArrayList<byte[]> cylinder = new ArrayList<byte[]> ();
        for (int i = 0; i < SECTORS_COUNT; i++) {
            byte[] sector = new byte[SECTOR_SIZE];
            cylinder.add(sector);
        }
        return cylinder;
    }
    public void setMagneticHead(MAGNETIC_HEAD head) {
        magneticHead = head;
    }
    public void setCylinder(int cylinder) {
        // 柱面/磁道  编号1-80
        if (cylinder < 0) {
            this.current_cylinder = 0;
        }
        else if (cylinder >= 80) {
            this.current_cylinder = 79;
        }
        else {
            this.current_cylinder = cylinder;
        }
    }
    public void setSector(int sector) {
        //sector 编号从1到18
        if (sector < 0) {
            this.current_sector = 0;
        }
        else if (sector > 18) {
            this.current_sector = 18 - 1;
        }
        else {
            this.current_sector = sector - 1;
        }
    }
    public byte[] readFloppy(MAGNETIC_HEAD head, int cylinder_num, int sector_num) {
        setMagneticHead(head);
        setCylinder(cylinder_num);
        setSector(sector_num);
        ArrayList<ArrayList<byte[]>> disk = floppy.get(this.magneticHead.ordinal());
        ArrayList<byte[]> cylinder = disk.get(this.current_cylinder);
        byte[] sector = cylinder.get(this.current_sector);
        return sector;
    }
    public void writeFloppy(MAGNETIC_HEAD head, int cylinder_num, int sector_num, byte[] buf) {
        setMagneticHead(head);
        setCylinder(cylinder_num);
        setSector(sector_num);
        ArrayList<ArrayList<byte[]>> disk = floppy.get(this.magneticHead.ordinal());
        ArrayList<byte[]> cylinder = disk.get(this.current_cylinder);
        cylinder.set(this.current_sector, buf);
    }
    public void makeFloppy(String fileName) {
        try {
            /**
             * 虚拟软盘是纯粹的二进制文件，逻辑结构如下：
             * 前512*18个字节是对应盘面0，柱面0的所有扇区内容
             * 后512*18个字节对应盘面1，柱面0的所有扇区内容
             * 然后512*18字节对应盘面0，柱面1的所有扇区内容
             */
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream(fileName));
            for (int head = 0; head <= MAGNETIC_HEAD.MAGETIC_HEAD_1.ordinal(); head++) {
                for (int cylinder = 0; cylinder < CYLINDER_COUNT; cylinder++) {
                    for (int sector = 1; sector <= SECTORS_COUNT; sector++) {
                        byte[] buf = readFloppy(MAGNETIC_HEAD.values()[head], cylinder, sector);
                        out.write(buf);
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}