《30天自制操做系統》讀書筆記（2）hello, world

 

• 讓系統跑起來

　　要寫一個操做系統，咱們首先要有一個儲存系統的介質，原版書彷佛是06年出版的，惋惜那時候沒有電腦，沒想到做者用的仍是軟盤，如今的電腦誰有軟驅？不得已我使用一張128M的SD卡來代替，而事實上你用的是U盤仍是軟盤對咱們的操做系統沒有影響，缺點是你的U盤刷入系統後容量只能是1440 MB，即當年流行的3.5英寸軟盤的大小，固然不用擔憂，再格式化一次（用DiskGeniu），就能夠恢復。

　　我作事情的話，老是怕本身的努力的結果白費了，懼怕辛辛苦苦看完這本書可是發現作出來的東西如今根本無法用，好比你花了大力氣造了一輛火車，發現輪子的間距和現行標準不符，沒軌道能夠跑，被標準拋棄的感受太恐怖，因此我決定試試，做者的系統能不能真正地跑起來。

我選擇了源碼中projects\30_day\harib27f中的haribote.img文件，用ImgWriter寫入到個人儲存卡，

　　寫入後的大小和預期相符，1.x MB；

　　從新啓動，開機時狂按Delete，修改啓動項；

　　F10保存後重啓，心中有些忐忑不安；

　　… …

　　可是結果仍是如我所願，看，It works！

　　這是就是咱們要完成的東西了，偷窺勝利果實的快感不言而喻，系統甚至支持USB鍵盤，但不支持USB鼠標確實是不能用。我試着輸入了幾個命令：

　　Bad command. 我也不知道什麼是做者指定的command，已知的是，exit能用。

 

 

• 用Virtual Box 代替物理機

　　頻繁地開關電腦來調試咱們的系統是不理想的，咱們須要Virtual Box來搭把手。

打開VB的控制檯，新建虛擬機，操做系統的類型選Other，版本選擇Other\Unknown，

一直點下一步直到虛擬硬盤，選擇不添加虛擬硬盤，咱們的虛擬硬盤文件就是img。

　　選擇虛擬電腦的設置——儲存——儲存樹，添加一個軟盤控制器，原來的IDE控制器能夠刪掉了，在軟盤控制器裏新增軟盤到控制器，固然選擇剛纔的haribote.img，而後大功告成，啓動系統。

　　啓動系統後一切都顯得那麼完美，鼠標能用，鍵盤也是，並且很是方便，輸入的蹩腳英文或許有錯，見笑了。

　　PS: 這裏須要注意的是原本有另外一種方案，使用VB安裝目錄下的VBoxManage.exe 執行 VBoxManage convertdd  file.img file.vdi

但不知爲什麼，沒辦法轉換上述的haribote.img，只能轉換下面要寫的hello, world。

 

• 動手寫操做系統

　　電腦啓動的步驟是簡要部分步驟是：加電——讀取BIOS——自檢——控制權移交操做系統（或者說引導），如此看來，咱們的任務就是編寫一段符合規範的代碼，在第四步的時候代碼會被執行。

　　首先咱們須要一個標準的FAT12的啓動扇區（Boot sector）的代碼，我很但願有FAT32 的，無奈這本書給的就是FAT12的，代碼以下：

 

　　可是這段徹底由數據組成的代碼只是符合了一個軟盤啓動扇區的標準，尚未任何可執行的代碼:

 1  ; OS 0.01
 2 ; 標準FAT12軟盤專用代碼
 3 
 4 DB 0xeb, 0x4e,0x90
 5 DB "HELLOIPL"     ; 啓動扇區(boot sector)的名字
 6 DW 512            ; 每一個扇區(sector)的大小:512B
 7 DB 1        ; 簇(cluster)的大小:一個扇區
 8 DW 1        ; FAT的起始位置
 9 DB 2        ; FAT的個數
10 DW 224        ; 根目錄大小
11 DW 2880        ; 磁盤大小 2880扇區
12 DB 0xf0        ; 磁盤種類
13 DW 9        ; FAT長度
14 DW 18        ; 一個磁道(track)有18個扇區
15 DW 2        ; 磁頭數
16 DD 0        ; 不使用分區
17 DD 2880        ; 重寫磁盤大小
18 DB 0,0,,0x29    ; 固定
19 DD 0xffffffff    ; 意義不明
20 DB "HELLP_OS   "    ; 磁盤名稱11字節
21 DB "FAT12   "    ; 磁盤的格式名稱8字節
22 RESB 18        ; 空出18 Bit

 

　　下面添加了可執行的代碼，能夠稱做是IPL了。

 1 ; hello-os
 2 ; TAB=4
 3 
 4 ORG        0x7c00    ;爲何這兩句能夠代替前面的 0xeb 0x4e?
 5 JMP        entry
 6 DB        0x90
 7 DB        "HELLOIPL"   
 8 DW        512    
 9 DB        1
10 DW        1    
11 DB        2
12 DW        224    
13 DW        2880        
14 DB        0xf0    
15 DW        9
16 DW        18                
17 DW        2            
18 DD        0        
19 DD        2880    
20 DB        0,0,0x29    
21 DD        0xffffffff    
22 DB        "HELLO-OS   "    
23 DB        "FAT12   "    
24 RESB    18            
25 
26 entry:
27 MOV        AX,0
28 MOV        SS,AX　　　　;這裏改成 SS,0會出錯
29 MOV        SP,0x7c00
30 MOV        DS,AX　　　
31 MOV        ES,AX
32 MOV        SI,msg　　　;儲存字符串的首地址
33 putloop:
34 
35 MOV        AL,[SI]
36 ADD        SI,1            
37 CMP        AL,0
38 JE         fin
39 MOV        AH,0x0e    ; int 0x10 的 0x0e號功能 
40 MOV        BX,0x15　
41 INT        0x10
42 JMP        putloop
43 fin:
44 HLT        
45 JMP        fin
46 
47 msg:
48 DB        0x0a, 0x0a    ; '\n' = #13 = 0x0a
49 DB        "LastAvengers's OS"
50 DB        0x0a    
51 DB        0　　　　　　　; 結束標誌
52 
53 RESB    0x7dfe-$ ; 0x01fe+0x7c00 = 0x7dfe
54 DB        0x55, 0xaa
55 DB        0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
56 RESB    4600
57 DB        0xf0, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
58 RESB    1469432    

　　使用做者提供的nask.exe，執行 nask.exe IPL.asm a.img 能夠獲得鏡像文件，能夠利用VB來啓動了。

 

 

• 簡化操做流程：

　　一開始做者爲咱們提供了install.bat，!cons_nt.bat，run.bat來安裝和運行系統，後

來又介紹了make.exe，實在是神器，（以前還不解爲何在Linux下編譯包須要make install，如今終於知道了），只須要構造一個不帶擴展名的MakeFile文件，就能夠集編譯寫入運行於一身，MakeFile 的基本格式以下：

 

 宏定義  源文件之間的相互依賴關係
　　       任意可執行的Shell命令

 

做者在這裏貿貿然地給出了

1 helloos.img : ipl.bin Makefile
2     ../z_tools/edimg.exe imgin:../z_tools/fdimg0at.tek \
3         wbinimg src:ipl.bin len:512 from:0 to:0 imgout:helloos.img 

 

　　先經過nask 生成bin文件再用edimg.exe 轉爲img文件，我不知道爲何要這麼作，並且生成 .lst 文件的時候也失敗了。

做者給出的makefile中地址都是斜槓，而系統用的是反斜槓，雖然效果同樣，可是看着不爽，vim ":1,$/\//\\/g"能夠將全部斜槓轉化爲反斜槓，注意這裏的\有的是用來作轉義的。

   

因而我沒有照着他那樣，個人MakeFile改寫以下，一樣正常工做：

 1 # nask.exe ipl.asm a.img ipl.lst ::fail NASK: LSTBUF is no enough
 2 
 3 default :
 4     tolset\z_tools\make.exe install
 5     tolset\z_tools\make.exe    run
 6     del *.*~ >nul ：：刪除臨時文件
 7     del *~ >nul
 8 
 9   
10 a.img : ipl.asm Makefile
11     tolset\z_tools\nask.exe ipl.asm a.img：：直接編譯成img，不知做者的用意是什麼
12 
13 install :
14     tolset\z_tools\make.exe -r a.img
15 
16 run :
17     echo Running...
18     "D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VirtualBox.exe" --comment "OS1" --startvm "a5c4b0e6-e142-4720-98ee-056911204b29" ：：虛擬機的快捷方式
19     echo Finished.

 

另外改寫了！cons_nt.bat，增長了環境變量。

1 @echo off
2 color 0b
3 set PATH=%PATH%;tolset\z_tools\
4 cmd.exe 

 

以後打開!cons_nt.bat, 輸入make，效果如圖：

 

• 知識點：

　　FAT12啓動區的標準：第511個字節開始填充55AA，軟盤大小是2880*512/1024 = 1440 KB;

　　啓動區的加載地址是 0x7c00—0x7dff；

　　各類寄存器，只有SI，DI，BX爲數很少的幾個寄存器才能放地址；

　　MakeFile 的用法；

　　Vim的替換命令；

　　int 0x10中斷重點是AH=0EH：http://blog.csdn.net/thimin/article/details/2313390。

　　唉，我真是話嘮。