我正在做一些操作系统实验。到目前为止，我所有的代码都使用实模式 BIOS 中断来操作硬盘和软盘。但是一旦我的代码启用了 CPU 的保护模式，所有实模式 BIOS 中断服务例程都将不可用。怎么可能IR/W硬盘和软盘？我现在需要做一些硬件驱动程序吗？我该如何开始？这是操作系统如此难以开发的原因之一吗？
我知道硬件都是通过读取和写入某些控制或数据寄存器来控制的。例如，我知道硬盘的命令块寄存器范围从 0x1F0 到 0x1F7。但是我想知道这么多不同硬件的寄存器地址在PC平台上是否相同？还是我必须在使用它们之前检测到这一点？如何检测它们？
由于我不确定如何在保护模式下读/写软盘或硬盘，所以我现在必须使用 BIOS 中断将所有必要的内核文件从软盘加载到内存中。但是，如果我的内核文件超过了实模式 1M 空间限制，我该怎么办？
对于任何回应，我深表感谢。
我依稀记得有一种方法可以先切换保护模式，然后再切换回实模式。然后我们可以在保护模式下使用 BIOS 例程。也许我记错了。有人记得对吗？
虽然可以在保护模式和实模式之间切换，但几乎可以肯定这不是您想要做的。这就是 286 上的操作方式（相当笨拙，因为它并没有刻意支持从保护模式切换回实模式）。但是，从 386 开始，他们添加了 V86 模式，可以在受保护模式下作为任务运行。
如果您想在保护模式下使用 BIOS，这几乎可以肯定是做事的方式。您基本上可以创建一个 V86 任务，切换到它以使用 BIOS，然后切换回另一个任务以执行保护模式代码。
如果你想玩这个，你可能想看看DJGPP，它是一个 DOS 扩展器（基本上，像我刚刚描述的一个程序，用于根据需要处理磁盘 I/ O 等）以及一个相当旧版本的 gcc 的端口，因此您可以编写在其上运行的代码。
DOS 扩展器的商业市场现在基本上已经死了，因此至少有一个以前的商业 DOS 扩展器 ( HX ) 现在可以作为开源使用。如果您打算使用它，您可能希望将它与OpenWatcom编译器一起使用。
编辑：就你如何读取超过 1 MB 的文件（例如）而言，它很简单但很笨拙：以块的形式读取数据，当你完成读取时，你要么重新映射内存，要么复制内容，把你读到的东西放到你真正想要的地方，然后再读另一个块。
就硬件而言：很大程度上取决于您是否只是想要在某种程度上可以工作的东西，或者您是否想充分利用现有的硬件。只需使用基本的 IDE 端口，您就可以与几乎所有并非真正古老的硬盘驱动器通信——但要充分利用硬件还需要做更多的工作。IDE/ATAPI 驱动器使用了大约六种不同的 DMA 模式，每种模式的设置都略有不同。其中相当一部分已经足够老了，您可能并不关心它们，因此您可能只想直接支持几个最新的，而对于其他任何事情，都回退到基本（非 DMA）传输。
您的问题似乎不是如何与硬件通信（设备驱动程序将解决的问题），因为 BIOS 接口对您来说已经足够了。
相反，您需要知道如何在保护模式环 0（可以无限制地访问 BIOS 调用和所有其他特权指令）和应用程序代码通常所在的保护模式环 3 之间进行通信。这是一个系统调用。几乎所有架构都在特权模式下运行中断处理程序，因此软件中断是实现系统调用的一种方式，x86 还提供了syscall为此目的优化的指令。
当然，您可以使用平面内存模型运行 ring 0 中的所有内容，您可以直接访问所有内存。
Ring 0/ring 3 是 x86 术语，但所有具有 MPU 的系统都支持特权模式的一些概念，它允许通过物理地址访问内存（对于拆分内存 I/O 架构，访问所有 I/O 空间）。
如果您使用旧版 IDE，所有硬件将以相同的方式进行通信 - 您不必担心编写自定义驱动程序（尽管如果您走得够远，您会发现即使他们都说它们遵循相同的规范，他们都有自己有趣的怪癖）
http://www.t13.org/和http://www.t10.org是你可以找到相关规格的地方 - 如果你有勇气，你也可以编写一个 SATA 驱动程序 - 你会找到英特尔网站上的 AHCI 规范 ( http://www.intel.com/technology/serialata/ahci.htm )
如果您想要从 32 位模式读取硬盘（或 USB 密钥）的代码，您可以从我的 OS 项目PwnOS中找到一些代码。它不支持 DMA 或任何东西，但基本工作。具体来说，trunk/Core/IO/ATA Driver.asm 包含用于读取 ATA 设备的代码，例如硬盘驱动器（没有幻数！：D）
我决定不编写编写设备的代码，因为我不想冒险，但它非常相似。这些规范可以在谷歌第一次搜索“cottontail os dev”时找到（你会想要 ATA/ATAPI-6 文档），但它们有点难以理解。
如果您对此有任何疑问，请随时提出。我也有设置为 64 位模式的代码，以及我专门为操作系统开发设计的汇编语言编辑器（搜索 Inventor IDE），因为它具有内置的 16 位汇编和链接位、32 位和 64 位代码在定义的地址和文件偏移量。这样，您可以专注于您感兴趣的部分，而不是绒毛。
V86：是的，但如果设置操作系统：
试试这个（专为长模式设计，但应该可以工作。我还没有测试过这个，我看不出它不能工作的原因。问题不是 nasm，它的 ld。）
LD H8s 16 位 ELF/aout 参考。这是从 GRUB 加载的标准。
我知道 32 位 CS 已关闭，我需要仔细检查它的位置。否则看起来没问题。
这很难找到代码。
-- ;修改为32位？？
;this code is placed somewhere after 10000h
;-----we're in LONG MODE-----
mov dword [.stckptr], esp ;first of all save stack
sgdt [.gdtv32] ;save your gdt pointer
lgdt [.gdtv16] ;load a new one
sidt [.idt32] ;save your idt pointer
lidt [.idt16] ;load real mode idt
;far jump in long mode is not possible, do a trick
push DESC_REAL
push @f-10000h ;this is CS*10h, modify if needed!
retfd
.stckptr:
dd 0
align 16
.gdtv32:
dw 0
dd 0
align 16
.gdtv16:
dw .gdtend-.gdt-1
dd .gdt,0
align 16
.gdt:
dd 0,0 ;null descriptor
DESC_DATA=8 ;descriptor in YOUR GDT (modify)
DESC_LONG=$-.gdt
dd 00000000h,00209800h ;32 bit mode cs -MOD ME
DESC_REAL=$-.gdt
dd 0000FFFFh,00009801h ;16 bit real mode cs (modify base if needed!)
.gdtend:
align 16
.idt32:
dw 0
dd 0
align 16
.idt16:
dw 3FFh
dd 0
USE16
;-----we're in COMPATIBLITY MODE-----
;disable paging and protmode at once
@@: mov eax, cr0
and eax, 7FFFFFFEh
mov cr0, eax
;set up real mode segment registers and stack
mov esp, realmode_stack_top ;modify it to your needs!
xor ax, ax
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax
;convert long mode rip to real mode cs:ip
;jmp CS:(pmode address)-CS*10h
jmp 1000h:@f-10000h ;modify if needed!
;-----we're in REAL MODE-----
@@: ;***********call some BIOS interrupt here**********
mov ax, 3
int 10h
;switch back to long mode
mov eax, cr0
or eax, 80000001h
mov cr0, eax ;enable protmode and paging
;jmp DESC_LONG:@f
db 66h
db 0EAh
dd @f
dw DESC_LONG
USE32
;-----we're in protected MODE-----
@@: lgdt [cs:.gdtv32] ;restore gdt
mov ax, DESC_DATA ;read YOUR DATA descriptor to selectors
mov ds, ax
mov es, ax
mov fs, ax
mov gs, ax
mov ss, ax
lidt [.idt32] ;restore idt
mov rsp, qword [.stckptr] ;restore stack
;must be a non rip-relative jump
mov eax, @f
jmp eax
@@:
;AS WE WERE!
这里有一组关于保护模式的教程。Tut15 和 tut16 在 v86 模式下有效地运行 DOS 和 BIOS，所有中断工作。
如果您正在编写一个操作系统，它确实需要为它需要使用的任何硬件配备设备驱动程序，包括存储设备。如果您想避免在这么早的阶段需要驱动程序，您可以考虑使用现有的引导加载程序，如 grub，但最终您还是需要它们。
该项目现在是一个旧项目，但犹他州的 OSKit 项目可能仍然在现代机器上运行，因为其他 1990 年代后期的操作系统仍然可以在今天的 PC 上找到 RAM 和磁盘驱动器？— 是与任何特定操作系统分开构建的设备驱动程序堆栈，因此您只需编写 C 代码即可开发自己的内核。
有点整洁。你可以编译“你好，世界”。在 C 中针对 OSKit 并获得一个可以启动并打印“Hello, world”的操作系统。然后停了下来。:-)
无论如何，如果你真的在做一个“操作系统实验”，你可能想尝试一下——或者至少使用它的代码作为如何启动和运行一些驱动程序的指南。当然，如果您真的做的不是“操作系统实验”而是更多的是“了解有关 x86 的晦涩事实”，那么它可能会做的比您想要的更多。:-)
ATAPI 设备使用相同的端口。您可以模拟 DPMI 以超过 1MB+64k 的限制，但是，学习保护模式。