02-从零开始编写操作系统 - BIOS 中断与屏幕显示

引导打印 - BIOS 中断与屏幕显示从零开始编写操作系统 - 第二章开始之前你可能需要 Google 了解的概念interrupt, BIOS, ISR, IVT, int 0x10, cpu-registers目的使用 BIOS 中断在屏幕上打印字符和字符串 支持一下如果这个教程对你有帮助欢迎到 GitHub 项目点个 star 支持⭐ github.com/nexa1024/os-tutorial你的 star 是我继续更新的动力谢谢 理论知识在学习本章代码之前建议先阅读以下理论知识文档内容中断机制详解 →什么是中断、硬件/软件中断、ISR、IVTCPU 寄存器指南 →用大白话讲解寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI…BIOS INT 0x10 - 视频中断显示单个字符mov ah, 0x0e ; BIOS 显示字符功能 mov al, A ; 字符 A int 0x10 ; 调用 BIOS 中断寄存器约定寄存器值说明ah0x0e功能号在TTY模式下显示字符alASCII 字符要显示的字符int 0x10-调用 BIOS 视频中断代码示例示例 1打印 “Hello OS!”文件boot_print_hello.asm; 功能: 屏幕显示 Hello OS! ; 编译: nasm -f bin boot_print_hello.asm -o boot_print_hello.bin ; 运行: qemu-system-x86_64 boot_print_hello.bin ; 打印字符 ; BIOS INT 0x10 功能 0x0E: 在 TTY 模式下显示字符 ; ah 功能号 0x0e, al 要显示的字符 mov ah, 0x0e ; 设置 BIOS 功能号为 0x0e (显示字符) mov al, H ; 将字符 H 放入 al 寄存器 int 0x10 ; 调用 BIOS 中断 0x10执行打印 mov al, e ; 打印 e (ah 还是 0x0e不需要重复设置) int 0x10 mov al, l ; 打印第一个 l int 0x10 mov al, l ; 打印第二个 l int 0x10 mov al, o ; 打印 o int 0x10 mov al, ; 打印空格 int 0x10 mov al, O ; 打印 O int 0x10 mov al, S ; 打印 S int 0x10 mov al, ! ; 打印 ! int 0x10 ; 程序结束 jmp $ ; 跳转到当前行无限循环程序停在这里 ; 引导扇区填充 ; BIOS 要求引导扇区必须是 512 字节且最后两字节是 0xaa55 times 510-($-$$) db 0 ; 用 0 填充剩余空间直到 510 字节 ; $ 当前地址, $$ 节起始地址 ; 510-($-$$) 计算需要填充的字节数 dw 0xaa55 ; 写入引导扇区魔数小端序55 aa编译与运行nasm-f bin boot_print_hello.asm-o boot_print_hello.bin qemu-system-x86_64 boot_print_hello.bin示例 2使用循环打印字符串文件boot_print_loop.asm; 功能: 使用循环打印字符串 ; 编译: nasm -f bin boot_print_loop.asm -o boot_print_loop.bin ; 运行: qemu-system-x86_64 boot_print_loop.bin ; 初始化 mov si, message ; 将字符串地址存入 si 寄存器源索引寄存器 ; si 常用于指向字符串或数组的当前位置 ; 打印循环 print_loop: mov al, [si] ; 从 si 指向的内存地址读取一个字符到 al ; [] 表示内存访问[si] 是si 地址处的内容 cmp al, 0 ; 比较 al 和 0 ; 我们用 0 (NULL) 作为字符串结尾标记 je end_print ; 如果 al 0跳转到 end_printje Jump if Equal ; 打印当前字符 mov ah, 0x0e ; 设置 BIOS 显示字符功能 int 0x10 ; 调用中断打印 al 中的字符 ; 移动到下一个字符 inc si ; si 寄存器加 1指向下一个字符 ; inc increment加 1 jmp print_loop ; 跳回 print_loop继续处理下一个字符 ; jmp jump无条件跳转 ; 程序结束 end_print: jmp $ ; 无限循环程序结束 ; 数据段 message: db Hello from OS!, 0 ; db define byte定义字节 ; 定义字符串 Hello from OS!结尾的 0 是字符串结束符 ; 引导扇区填充 times 510-($-$$) db 0 dw 0xaa55示例 3打印换行文件boot_print_newline.asm; 功能: 打印多行文本处理换行符 ; 编译: nasm -f bin boot_print_newline.asm -o boot_print_newline.bin ; 运行: qemu-system-x86_64 boot_print_newline.bin ; 初始化 mov si, message ; si 指向字符串地址 ; 打印循环 print_loop: mov al, [si] ; 读取当前字符 cmp al, 0 ; 检查是否为字符串结尾 je end_print ; 如果是 0结束打印 ; 检查是否是换行符 cmp al, 10 ; 检查 al 是否等于 10 (LF 换行符) jne print_char ; 如果不是换行符跳转到 print_char ; jne Jump if Not Equal ; 处理换行先回车(CR)再换行(LF) ; 在文本终端中换行需要两个字符 ; CR (13) 回到行首 ; LF (10) 移到下一行 mov ah, 0x0e ; 设置 BIOS 显示功能 mov al, 13 ; 打印 CR (回车) int 0x10 mov al, 10 ; 打印 LF (换行) int 0x10 inc si ; 跳过原始字符串中的换行符 jmp print_loop ; 继续循环 ; 打印普通字符 print_char: mov ah, 0x0e ; 设置 BIOS 显示功能 int 0x10 ; 打印 al 中的字符 inc si ; 移动到下一个字符 jmp print_loop ; 继续循环 ; 程序结束 end_print: jmp $ ; 无限循环 ; 数据段 message: db Line 1, 10, Line 2, 10, Line 3, 0 ; 10 是换行符(LF)的 ASCII 值 ; 字符串会在打印时被换行处理 ; 引导扇区填充 times 510-($-$$) db 0 dw 0xaa55常见 BIOS 中断中断号功能用途int 0x10视频服务显示字符、设置光标int 0x13磁盘服务读写磁盘扇区int 0x16键盘服务读取键盘输入int 0x19引导加载重新引导系统ASCII 表速查字符十六进制字符十六进制‘0’-‘9’0x30-0x39‘A’-‘Z’0x41-0x5A‘a’-‘z’0x61-0x7A空格0x20换行(LF)0x0A回车(CR)0x0D编译与运行Windows 平台# 编译nasm-f bin 文件名.asm-o 文件名.bin# 运行qemu-system-x86_64 文件名.bin# 无图形模式qemu-system-x86_64-nographic 文件名.binLinux/Mac 平台# 编译nasm-fbin文件名.asm-o文件名.bin# 运行qemu文件名.bin预期结果QEMU 窗口打开后屏幕左上角显示Hello OS!常见问题Q: 为什么字符显示在光标位置A:INT 0x10 功能 0x0E 会自动将光标移动到下一个位置。Q: 如何显示换行A:需要先输出回车(CR, 0x0D)再输出换行(LF, 0x0A)。Q: 支持哪些字符A:支持 ASCII 字符集0x00-0xFF。Q: int 指令是硬件中断还是软件中断A:是软件中断由程序主动触发。练习尝试打印你的名字编写一个子程序来打印字符串实现打印数字的功能代码文件列表文件描述boot_print_hello.asm基础示例逐字符打印 “Hello OS!”boot_print_loop.asm进阶示例使用循环打印字符串boot_print_newline.asm高级示例打印多行文本换行处理汇编指令说明寄存器寄存器全称用途axAccumulator累加器通用寄存器ahHigh byte of AXax 的高 8 位alLow byte of AXax 的低 8 位siSource Index源索引寄存器常用于字符串操作指令指令全称说明movMove数据传送intInterrupt调用中断cmpCompare比较两个值jeJump if Equal相等则跳转jneJump if Not Equal不相等则跳转jmpJump无条件跳转incIncrement加 1dbDefine Byte定义字节特殊符号符号说明$当前地址$$当前节起始地址times重复指令[]内存访问下一章在下一章中我们将学习如何读取 BIOS 内存信息参考资源中断机制详解os-tutorial 原仓库os-tutorial 中文版INT 10h - Wikipedia