一個操作系統的實現_最小的"操作系統" (1)

環境: WSL(window下linux子系統) Ubuntu18 使用Bochs來模擬系統

於淵老師的第一個程序差點就把我困住了 T_T
在這裏做筆記, 文中加了❓的地方表示還沒懂, 先不深究, "囫圇吞棗"一下, 看到後面再回來解決

代碼

show me the code!
先寫個彙編

; file_name: boot.asm
	org	07c00h ; 告訴編譯器程序加載到7c00處, 規定程序的起始地址(偏移地址)在7c00, 
	mov	ax, cs
	mov	ds, ax ; 
	mov	es, ax ; 代碼段數據段附加段在同一個段 ?可以去掉嗎
	call DispStr ; 調用顯示字符串
	jmp	$ ; 無限循環
; 以上就是主體部分了
DispStr:
	mov	ax, message
	mov	bp, ax			; ES:BP = 串地址
	mov	cx, 16			; CX = 串長度
	mov	ax, 01301h		; AH = 13,  AL = 01h
	mov	bx, 000ch		; 頁號爲0(BH = 0) 黑底紅字(BL = 0Ch,高亮)
	mov	dl, 0
	int	10h			; 10h 號中斷
	ret
	
message:		db	"Hello, Js world!" ; 字符串+回車換行
times 	510-($-$$)	db	0	; 填充剩下的空間，使得到這裏二進制代碼有510字節
	dw 	0xaa55				; 結束標誌, 最後兩個字節是 aa55 纔是符合要求的引導程序, 代碼共計512字節

• $: 彙編後 當前行的地址
• $$: 彙編後 一個節(section)開始處的地址
• $-$$: 本行距離本節開始處的相對距離(這段代碼只有一節, 所以就是程序的開頭)

操作步驟

製作鏡像文件

1. 準備好 boot.asm 後, 編譯成 boot.bin

   $ nasm  boot.asm -o boot.bin
   

2. 製作512字節的鏡像文件 boot.img

   $ dd if=boot.bin of=boot.img bs=512 count=1 conv=notrunc
   

寫Bochs的配置文件

使用自己的bochs配置文件, 不用默認的

# file_name: bochsrc
##############################################################
# Configuration file for Bochs
###############################################################
# how much memory the emulated machine will have
megs: 32

# filename of ROM images
romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=/usr/share/vgabios/vgabios.bin

# what disk images will be used
floppya: 1_44=boot.img, status=inserted

# choose the boot disk.
boot: floppy

# where do we send log messages?
log: bochsout.txt

# disable the mouse
mouse: enabled=0

# enable key mapping, using US layout as default.
keyboard_mapping: enabled=1, map=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

• 注意 romimage vgaromimage 路徑要根據自身情況做修改, 否則可能會報錯couldn't open ROM image file
• floppya之後的文件名也要按自己的情況修改

啓動

1. 在window中啓動 VcXsrv (XLanuch) 安裝看這裏 link
2. 在命令行中運行

   $ bochs -f bochsrc
   

3. 順利的話可以看到
   
4. 輸入 b 0x7c00 (在0x7c00處設置斷點)
5. 輸入 c (讓代碼執行), 再輸入c
   
   最後看到
   
   成功了!

計算機做的事情

1. 計算機檢查軟盤的0面0磁道1扇區, 如果發現它以0xaa55結束(一個特殊的標記), 則BIOS把它當成引導扇區
2. 512字節的內容被轉載到內存 0000:7c00 處 ?爲什麼是7c00
3. 跳轉到 0000:7c00 處, 將控制權交給這段引導代碼, CPU開始執行代碼邏輯

可能出現的錯誤情況

• Message: dlopen failed for module ‘x’: file not found沒有圖形界面的模塊, 看這裏 link

好命令和附錄

• 反彙編

  $ ndisasm -o 0x7c00 boot.bin >> disboot.asm
  

• bochs 調試指令
  

reference

• https://blog.csdn.net/hdxxjhuahuo/article/details/78234996
• <<oranges: 一個操作系統的實現>>