03day 进入32位模式并导入C语言

来源：互联网发布：手游刷金币的软件编辑：程序博客网时间：2024/05/31 06:24

从启动区执行操作系统

ipl:

; haribote-ipl; TAB=4CYLS    EQU     10              ;         ORG     0x7c00          ; 我们将磁盘映像的启示512字节加载到Boot Sector Entry中;         JMP     entry        DB      0x90        DB      "HARIBOTE"      ;         DW      512             ;         DB      1               ;         DW      1               ;         DB      2               ;         DW      224             ;         DW      2880            ;         DB      0xf0            ;         DW      9               ;         DW      18              ;         DW      2               ;         DD      0               ;         DD      2880            ;         DB      0,0,0x29        ;         DD      0xffffffff      ;         DB      "HARIBOTEOS "   ;         DB      "FAT12   "      ;         RESB    18              ; ; entry:        MOV     AX,0            ; init        MOV     SS,AX        MOV     SP,0x7c00        MOV     DS,AX;         MOV     AX,0x0820        MOV     ES,AX        MOV     CH,0            ; 柱面 0        MOV     DH,0            ; 磁头 0        MOV     CL,2            ; 扇区 2(扇区从1开始到18)readloop:        MOV     SI,0            ; retry:        MOV     AH,0x02         ; AH=0x02 :         MOV     AL,1            ;         MOV     BX,0        MOV     DL,0x00         ;         INT     0x13            ;         JNC     next            ;         ADD     SI,1            ;         CMP     SI,5            ;         JAE     error           ; SI >= 5         MOV     AH,0x00        MOV     DL,0x00         ;         INT     0x13            ;         JMP     retrynext:        MOV     AX,ES           ;         ADD     AX,0x0020        MOV     ES,AX           ; ADD ES,0x020 写入位置向后移动512字节        ADD     CL,1            ; 写入扇区+1        CMP     CL,18           ; CL大于18 ?        JBE     readloop        ; CL <= 18         MOV     CL,1         ADD     DH,1        CMP     DH,2            ;CL=1 磁头+=1 磁头>=2 ?        JB      readloop        ; DH < 2         MOV     DH,0        ADD     CH,1        CMP     CH,CYLS         ;CYLS=10 我们要读取10个柱面        JB      readloop        ; CH < CYLS ; 执行到这里说明我们读取完成; 10*2*18*512/1024=180KB 我们将磁盘中180KB读取到0x08200~0x34fff ; 那0x08000~0x081fff 呢 这部分是留给启动区的 要将这512字节留给启动区; 通过我们的观察 操作系统的代码的启示位置位于文件偏移的0x4200处，加载后的内存位置应该是; 0x8000+0x4200=0xc200; 所以这里我们要跳转到操作系统的代码起始处 c200        MOV     [0x0ff0],CH     ; CH=10        JMP     0xc200   ;到这里 error:        MOV     SI,msgputloop:        MOV     AL,[SI]        ADD     SI,1            ;         CMP     AL,0        JE      fin        MOV     AH,0x0e         ;         MOV     BX,15           ;         INT     0x10            ;         JMP     putloopfin:        HLT                     ;         JMP     fin             ; msg:        DB      0x0a, 0x0a      ;         DB      "load error"        DB      0x0a            ;         DB      0        RESB    0x7dfe-$       ;         DB      0x55, 0xaa

启动区的制作大体就是这样读取我们的操作系统然后跳转到操作系统代码的入口处。

这里示例的代码很简单。

haribote.nas

; haribote-os; TAB=4        ORG     0xc200          ; 写入内存位置        MOV     AL,0x13         ; al=13 调用显卡设置模式                                ; al=0x13 VGA图形模式 320*200*8 彩色模式 调色板模式        MOV     AH,0x00        INT     0x10fin:        HLT        JMP     fin

32位模式前期准备
一旦使用32位模式就不能调用BIOS功能了，因为BIOS是用16位机器语言写的，在进入BIOS前我们要获取我们想获取的信息。

; haribote-os; TAB=4; BOOT_INFOCYLS    EQU     0x0ff0          ; 把我们需要的信息保存在0X0FF* 的区域LEDS    EQU     0x0ff1VMODE   EQU     0x0ff2          ; SCRNX   EQU     0x0ff4          ; SCRNY   EQU     0x0ff6          ; VRAM    EQU     0x0ff8          ;         ORG     0xc200          ;         MOV     AL,0x13         ;         MOV     AH,0x00        INT     0x10            ;VGA显卡 320*200*8        MOV     BYTE [VMODE],8  ;         MOV     WORD [SCRNX],320        MOV     WORD [SCRNY],200        MOV     DWORD [VRAM],0x000a0000; 用BIOS取得键盘上各种LED指示灯的状态        MOV     AH,0x02        INT     0x16            ; keyboard BIOS        MOV     [LEDS],ALfin:        HLT        JMP     fin

BIOS内存分布图

接下来我们直接切换到32位模式然后运行C语言写的程序。
所以haribote.sys 前半部分是由汇编写的后面是用c语言写的。汇编的后半部分使我们切换到32位模式的代码，暂时不作讲解。

接下来是c语言部分。
比如：

void HariMain(void){fin:    /*  */    goto fin;}

程序一直在死循环中。
那么bootpack.c是怎么样变成机器语言呢？

ccl.exe c编译器 bootpack.c –> bootpack.gas
gas2nask.exe 汇编格式转换 bootpack.gas –> bootpack.nas
nask.exe 汇编编译为目标文件 bootpack.nas –> bootpack.obj
obj2bim.exe 链接生成二进制映像文件替代品 bootpack.obj –> bootpack.bim
bim2hrb.exe bootpack.bim –> bootpack.hrb

此时c语言就变成了机器语言使用copy指令将asmhead.bin 与bootpack.hrb 结合起来，成为haribote.sys

程序是从以HariMain命名的函数开始运行的。

为了不要我们程序进入死循环中，我们想办法让程序进入HLT状态

; naskfunc; TAB=4[FORMAT "WCOFF"]                ;   [BITS 32]                       ; ; [FILE "naskfunc.nas"]           ;         GLOBAL  _io_hlt         ; ; [SECTION .text]     ; _io_hlt:    ; void io_hlt(void);        HLT        RET

显而易见，我们添加了io_hlt函数的实现它的行为很简单，使计算机处于HLT状态。

同时看一下c文件

void io_hlt(void);void HariMain(void){fin:    io_hlt();     goto fin;}

可以同时看一下我们的编译规则

bootpack.bim : bootpack.obj naskfunc.obj Makefile    $(OBJ2BIM) @$(RULEFILE) out:bootpack.bim stack:3136k map:bootpack.map \        bootpack.obj naskfunc.obj

把汇编文件和c文件链接到一起即可。

make run 运行,大功告成。

最后附上asmhead.nas，（切换到32位模式）

; haribote-os boot asm; TAB=4BOTPAK  EQU     0x00280000      ; DSKCAC  EQU     0x00100000      ; DSKCAC0 EQU     0x00008000      ; ; BOOT_INFO娭學CYLS    EQU     0x0ff0          ; LEDS    EQU     0x0ff1VMODE   EQU     0x0ff2          ; SCRNX   EQU     0x0ff4          ; SCRNY   EQU     0x0ff6          ; VRAM    EQU     0x0ff8          ;         ORG     0xc200          ; ;         MOV     AL,0x13         ;         MOV     AH,0x00        INT     0x10        MOV     BYTE [VMODE],8  ;         MOV     WORD [SCRNX],320        MOV     WORD [SCRNY],200        MOV     DWORD [VRAM],0x000a0000;         MOV     AH,0x02        INT     0x16            ; keyboard BIOS        MOV     [LEDS],AL; ;   ;   ;           MOV     AL,0xff        OUT     0x21,AL        NOP                     ;         OUT     0xa1,AL        CLI                     ; ;         CALL    waitkbdout        MOV     AL,0xd1        OUT     0x64,AL        CALL    waitkbdout        MOV     AL,0xdf         ; enable A20        OUT     0x60,AL        CALL    waitkbdout; 僾儘僥僋僩儌乕僪堏峴[INSTRSET "i486p"]              ;         LGDT    [GDTR0]         ;         MOV     EAX,CR0        AND     EAX,0x7fffffff  ;         OR      EAX,0x00000001  ;         MOV     CR0,EAX        JMP     pipelineflushpipelineflush:        MOV     AX,1*8          ;          MOV     DS,AX        MOV     ES,AX        MOV     FS,AX        MOV     GS,AX        MOV     SS,AX; bootpack偺揮憲        MOV     ESI,bootpack    ;         MOV     EDI,BOTPAK      ;         MOV     ECX,512*1024/4        CALL    memcpy; ;         MOV     ESI,0x7c00      ;         MOV     EDI,DSKCAC      ;         MOV     ECX,512/4        CALL    memcpy; 巆傝慡晹        MOV     ESI,DSKCAC0+512 ;         MOV     EDI,DSKCAC+512  ;         MOV     ECX,0        MOV     CL,BYTE [CYLS]        IMUL    ECX,512*18*2/4  ;         SUB     ECX,512/4       ;         CALL    memcpy; ;   ;         MOV     EBX,BOTPAK        MOV     ECX,[EBX+16]        ADD     ECX,3           ; ECX += 3;        SHR     ECX,2           ; ECX /= 4;        JZ      skip            ;         MOV     ESI,[EBX+20]    ;         ADD     ESI,EBX        MOV     EDI,[EBX+12]    ;         CALL    memcpyskip:        MOV     ESP,[EBX+12]    ;         JMP     DWORD 2*8:0x0000001bwaitkbdout:        IN       AL,0x64        AND      AL,0x02        JNZ     waitkbdout      ;         RETmemcpy:        MOV     EAX,[ESI]        ADD     ESI,4        MOV     [EDI],EAX        ADD     EDI,4        SUB     ECX,1        JNZ     memcpy          ;         RET;         ALIGNB  16GDT0:        RESB    8               ;         DW      0xffff,0x0000,0x9200,0x00cf ;         DW      0xffff,0x0000,0x9a28,0x0047 ;         DW      0GDTR0:        DW      8*3-1        DD      GDT0        ALIGNB  16bootpack:

0 0