重复的轮子通用操作系统内核

hello os

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环境准备

• Bochs
• NASM

第一行汇编

boost.asm 在屏幕打印hello os

org 07c00h ;指定代码加载到7c00地址处mov ax, csmov ds, axmov es, axcall DispStr ;显示字符串jmp $ ;无线循环DispStr:    mov ax, BootMessage    mov bp, ax  ;es:bp 串地址    mov cx, 24  ;字符串长度    mov ax, 01301h ;AH=13, AL=01h    mov bx, 000ch  ;BH=0(页号0) BL=0CH(红底黑字高亮)    mov dl, 0    int 10h    retBootMessage:   db  "lxhuster hello os world"times 510-($-$$) db 0 ;填充剩余空间dw 0xaa55 ;固定的结束标志数

编译代码

nasm boot.asm –o boot.bin

创建虚拟软驱

bximage 生成lxhuster.img软驱

创建虚拟机配置文件

• 可以从例子dlxlinux借鉴bochsrc.bxrc
• 1） 注意路径
• 2） 注意floppya: 1_44=lxhuster.img 修改为自己创建软驱名称

################################################################ bochsrc.txt file for DLX Linux disk image.################################################################ how much memory the emulated machine will havemegs: 32# filename of ROM imagesromimage: file=..\BIOS-bochs-latestvgaromimage: file=..\VGABIOS-lgpl-latest# what disk images will be used floppya: 1_44=lxhuster.img, status=inserted# hard disk#ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14#ata0-master: type=disk, path="hd10meg.img", cylinders=306, heads=4, spt=17# choose the boot disk.boot: floppy# default config interface is textconfig.#config_interface: textconfig#config_interface: wx#display_library: x# other choices: win32 sdl wx carbon amigaos beos macintosh nogui rfb term svga# where do we send log messages?log: bochsout.txt# disable the mouse, since DLX is text onlymouse: enabled=0# set up IPS value and clock synccpu: ips=15000000clock: sync=both# enable key mapping, using US layout as default.## NOTE: In Bochs 1.4, keyboard mapping is only 100% implemented on X windows.# However, the key mapping tables are used in the paste function, so # in the DLX Linux example I'm enabling keyboard_mapping so that paste # will work.  Cut&Paste is currently implemented on win32 and X windows only.keyboard: keymap=..\keymaps\x11-pc-us.map

烧写boot.bin

烧写boot.bin 到 lxhuster.img

• 方法一： 使用二进制编辑器将boot.bin内容复制到lxhuster.img

• 方法二：编写个小工具，使用二进制模式完成方法一的动作

启动bochs

bochs -q -f bochsrc.bxrc

调试bochs

bochsdbg -q -f bochsrc.bxrc

常用调试命令：

• b addr 设置断点
• c 继续执行
• r 查看寄存器
• trace-reg on 每一执行一个单步即显示寄存器指
• x 显示内存地址
• help 查看命令帮助

hint

• 为了方便虚拟机的位置在bochs安装目录下

• 参考资料
  Orange’S：一个操作系统的实现

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进入实模式

概述

• 为GDT分配空间，并设置三个基本表项目
• 为lgdt分配临时空间
• 16位指令设置GDT中32位代码段表项的基地址
• 16位指令设置cr0跳转到实模式32位代码段地址处
• 32位指令通过显存段操作屏幕显示lx

f**k code

%include "pm.inc"  ;定义的基础常量org 0100h ;指定代码加载到100h地址处，因为我们使用dos执行编译的代码jmp LABEL_BEGIN[SECTION .gdt] ;定义gdt段LABEL_GDT: Descriptor 0, 0 ,0 ; 占位的描述符LABEL_DESC_CODE32: Descriptor 0, SegCode32Len -1, DA_C + DA_32 ; DA_C(设置代码段，内存中存在) DA_32(32位代码段)LABEL_DESC_VIDEO: Descriptor 0B8000h, 0ffffh, DA_DRW ; 显存首地址GdtLen equ $ - LABEL_GDT ; 定义GDT长度GdtPtr dw GdtLen -1 ; 设置gdt长度大小       dd 0         ; 4个字节的GDT起始地址; 定义GDT各个段选择子SelectorCode32 equ LABEL_DESC_CODE32 - LABEL_GDTSelectorVideo  equ LABEL_DESC_VIDEO - LABEL_GDT[SECTION .s16] ; 16位初始代码[BITS 16]LABEL_BEGIN:    mov ax, cs ;设置段寄存器    mov ds, ax    mov es, ax    mov ss, ax    mov sp, 0100h    ; 初始化32位代码段描述符    xor eax, eax    mov ax, cs    shl eax, 4    add eax, LABEL_SEG_CODE32    mov word [LABEL_DESC_CODE32 + 2], ax ; 填充基地址15:0    shr eax, 16 ; 将高8位移动到ax    mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 4], al ; 填充基地址 23:16    mov byte [LABEL_DESC_CODE32 + 7], ah ; 填充基地址 31:24    ; 加载gdtr    xor eax, eax    mov ax, ds    shl eax, 4    add eax, LABEL_GDT    mov dword [GdtPtr + 2], eax ; 将gdt起始地址填充到内存当中    lgdt [GdtPtr] ; 将内存中的gdt起始地址和大小信息填充到寄存器    ; 关中断    cli    ; 打开地址线A20    in  al, 92h    or  al, 00000010b    out 92h, al    ; 切换到保护模式    mov eax, cr0    or eax, 1    mov cr0, eax    ; 进入保护模式跳转到32位代码段执行    jmp dword  SelectorCode32:0[SECTION .s32] ; 32位代码段[BITS 32]   LABEL_SEG_CODE32:   mov ax, SelectorVideo   mov gs, ax   mov edi, (80 * 11 + 78) * 2 ; 屏幕第11行78列   mov ah, 0ch ;0000: 黑底    1100: 红字   mov al, 'l'   mov [gs:edi], ax   mov edi, (80 * 11 + 79) * 2 ; 屏幕第11行78列   mov ah, 0ah ;0000: 黑底    1010: 绿字   mov al, 'x'   mov [gs:edi], ax   jmp $SegCode32Len equ $ - LABEL_SEG_CODE32

编译代码:

为突破512启动代码512字节的限制，使用freedos来执行编译的代码

nasm boot.asm -o boot.com

关键点:

• GDT表项格式
• 选择子的格式
• cr0寄存器的格式

hint:

• 1> 格式化软盘B可能会出错，最后执行两次，且格式化后img大小为1440 kb
  

  format b：

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• 2> 将boot.com文件复制到img镜像中时，需要使用linux系统，如果是使用的虚拟机请安装samba进行文件的共享，不要使用虚拟机的拖动文件功能