我正在进行操作系统实验。到目前为止，我的所有代码都使用实模式BIOS中断来操作硬盘和软盘。但是，一旦我的代码启用了保护模式，所有实模式BIOS中断服务程序将无法使用。
我觉得我现在需要做一些硬件驱动程序。我对吗？这就是操作系统如此难以开发的原因吗？
我知道通过读取和写入某些控制或数据寄存器来控制硬件。例如，我知道硬盘的“命令块寄存器”范围从0x1F0到0x1F7。我想知道这么多不同硬件设备的寄存器地址在不同平台上是否一致？或者我必须在使用之前检测到它？我该怎么做？
由于我不确定如何在保护模式下读/写软盘或硬盘，因此在进入保护模式之前，我必须使用BIOS中断从软盘加载所有必需的内核文件。如果我的内核文件超过实际模式1M空间限制，我该怎么办？
当CPU处于保护模式时，如何读/写硬盘？
答案 0 :(得分：3)
编程ATA-PIO模式http://wiki.osdev.org/ATA_PIO_Mode IDE设备：http://wiki.osdev.org/IDE
软盘驱动器：http://wiki.osdev.org/Floppy_Disk_Controller
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答案 1 :(得分：2)
我觉得我现在需要做一些硬件驱动程序。我说的对吗？
严格来说； （并且取决于您的要求）“需求”可能太强了-从理论上讲，您可以切换回实模式以使用BIOS功能，或者使用virtual8086监视器，或者编写解释器来解释固件的指令，而不是直接执行它们。
但是，BIOS太糟糕了（针对“一次只能发生一件事情”的环境而设计，这完全不适合现代系统，因为现代系统期望所有设备都能够同时完成有用的工作），并且BIOS已过时（由UEFI取代），并且在无法控制硬件时（由于固件仍可控制硬件），很难调用OS。
请注意，如果确实要继续使用BIOS功能，请执行以下操作：各种硬件（中断控制器，各种设备的PCI配置空间，任何PCI桥接器，计时器等）的状态必须符合BIOS的期望。这意味着您将被迫接受巨大的限制（例如，永远无法正确使用IO APIC等），因为它将破坏其他现有代码使用的BIOS功能，或者您将被迫执行使BIOS开心的大量工作（模拟各种硬件，因此BIOS认为硬件即使未处于预期状态也是如此）。
换句话说；如果您想要一个好的操作系统，那么您确实需要编写驱动程序；但是如果您只想要一个在现代计算机（UEFI）上无法运行，存在严重性能问题（“一次只能发生一件事情”），很难改进，不支持BIOS不支持（例如，声卡），也不支持任何类型的“热插拔”（例如，插入USB设备），则无需编写驱动程序。
这就是为什么操作系统如此难以开发的原因吗？
不良操作系统很容易开发。例如，可能会在1个月内将像MS-DOS一样可怕的东西（但与MS-DOS不兼容）一起拍下来。
使OS难以开发的原因是使它变得更好。诸如关心安全性，试图获得可接受的性能，支持多CPU，提供容错性，试图使其更具未来适应性/可扩展性，提供良好的GUI，创建经过深思熟虑的标准（用于API等）之类的事情，和电源管理-这就是使操作系统变得困难的原因。
设备驱动程序增加了难度。在编写驱动程序之前，您需要支持驱动程序所依赖的东西（内存管理，IRQ处理等-可能包括调度程序和某种通信）；然后进行一些操作以自动检测设备（例如扫描PCI配置空间），并尝试启动驱动程序以检测到任何内容（可能/希望从文件系统或初始RAM磁盘启动，能够添加/卸载/替换驱动程序而无需重新启动） ;以及管理设备树的内容-例如这样一来，当您将“父设备”置于睡眠状态（或“父设备”发生硬件故障，驱动程序崩溃或拔出设备）时，您将了解会影响哪些“子设备”。当然，那么您就需要编写设备驱动程序，其中难度取决于设备本身（例如，用于NVidia GPU的设备驱动程序可能比用于RS232串行端口控制器的设备驱动程序更难编写）。
对于存储设备本身（假设为“ 80x86 PC”），大约有8个重要的标准（ATA / ATAPI，AHCI和NVMe；然后是USB控制器的OHCI，UHCI，eHCI和xHCI，然后是USB大容量存储设备规范）。但是，还有各种各样的RAID控制器和/或SCSI控制器，它们没有标准的（每个控制器都需要自己的驱动程序）和一些过时的东西（软盘控制器，插入软盘控制器或并行端口的磁带机，三张专有CD） -声卡内置的ROM接口）。
请理解，支持所有这些并不是目标。目标应该是提供设备驱动程序所依赖的东西（如上所述），然后提供描述设备驱动程序接口的规范（可能/希望包括IO优先级和同步之类的东西，以及有关设备/媒体删除，错误处理的通知等）这样其他人就可以为您编写设备驱动程序。完成此操作后，您可以自己实现一些特定的设备驱动程序（例如，最初可能只是AHCI-其他所有内容都可以保留到很久以后或直到有人编写为止）。
答案 2 :(得分：1)
您不一定要编写驱动程序。您可以退回到实模式以调用BIOS服务，然后在完成后跳回到保护模式。这实质上就是DPMI DOS扩展器（DOS4GW，Causeway等）的工作方式。
Causeway DOS扩展程序的源代码是公共域，您可以查看它以供参考。 http://www.devoresoftware.com/freesource/cwsrc.htm