这一次的学习相当曲折, 主要是因为粗心, Makefile里面的错误导致了文件生成出现各种奇奇怪怪的问题, 弄得心力交瘁, 因此制作过程还是尽量按着作者的路子来吧.
作者提供的源码的注释在中文系统下是乱码, 而且代码的分隔用了两个Tab, 在这里要处理一下:
:%s/;.*//g 删除所有的注释;
:%s/\t\t/\t 把两个Tab替换为一个Tab;
要让作者的nas文件和asm文件拥有相同的语法规则, 在_vimrc文件的最后一行添加
au BufNewFile,BufRead *.nas set filetype=asm
-
真正的IPL
之前我们写的只是软盘启动区代码, 所有代码只能放在512字节里, 根本不够用,
所以我们要利用这一段代码读入软盘的其他内容, 并将控制权移交给它, 所以叫做IPL(Initial Program Loader).
- 需要的知识点:
int 0x13 磁盘中断
AH = 0x02 ; 读盘
AH = 0x03 ; 写盘
AH = 0x04 ; 校验
AH = 0x0c ; 寻道
AH = 0x00 ;大概是重置磁盘, 配合DH = 0x00 使用
AL = 连续处理的扇区数
CH = 柱面号
CL = 扇区号
DH = 磁头号
DL = 驱动器号
ES:BX = 缓冲地址, 寻道及校验不使用
C = 0 没有错误, AH = 0;
C = 1 错误号码存入AH.
这里只会用到0x02和0x00.
软盘的结构:
用柱面(C)-磁头(H)-扇区(S) 来标识软盘上的扇区, 我们的启动扇区的标号是C0-H0-S1, 值得注意的是下一个扇区是C0-H0-S2, 这个例子里作者要读入10个柱面, 从C0-H0-S1 读到 C9-H1-S18, 这样算来应该是18*2*10 = 360 个扇区, 大小是360*512/1024 = 180 KB, 从我们现在小的可怜的需求看来, 180KB绝对够了.(按这样算的话不是一个柱面有36个扇区吗? 此处不解).
以下的代码能将软盘除启动区外开始的180KB的空间读入内存中, 起始地址是0x8200, 占用的空间是0x2d000.
-
执行软盘中的内容
编写Haribote.nas文件如下, 结构很简单:
fin:
HLT
JMP fin问题是如何把编译好的程序和IPL结合在一起?
我们可以先编译好IPL, 和之前一样做成一个img, 然后把程序写入img.
最直观的方法是把img文件写入U盘, 把程序写入U盘, 再把U盘打包成img,
虽然有些迂回, 但是我们可以借助WinHex来直接写入, 用WinHex直接打开作者做好的Haribote.img ,可以发现它的内部格式如下:
发现Haribote.SYS处在0x4200的位置处 , 这是不是真的Haribote.sys?
也从Winhex里面打开Hraibote.sys:
只有一句, F4 EB FD, 和img文件0x4200处的完全一样, 和作者的总结一样:
向一个空软盘保存文件的时候,
1.文件名会写在0x2600以后的地方(这里我没有去验证);
2.文件的内容会写入到0x4200以后的地方.
非空软盘的情况没有考虑(这里开始我们就真正意义上使用了FAT12的文件系统了, 而不是自己设计一个文件系统).
知道了这个我们就可以知道怎么调用这个程序了, 使用作者提供的edimg.exe 可以方便地将程序写入到img中, 所以Makefile也要做相应的改动, 具体看Project文件夹day3里面的e文件夹.
这个Haribote.nas 所做的只是不断HLT, 我们并不知道这段代码是否真的执行, 作者这里使用了0x10来切换画面模式, 使得光标消失,
参数是AL = 0x13, AH = 0x00, 效果是屏幕全黑, 连光标也不能看到.
我这里采用的是0x10中断的另一个功能, 能够显示带颜色的字符串, 代码如下:
; Program
ORG 0xc200 ; 加载到 0x8200 + 0x4200 – 0x200(启动区没有被读入)
MOV AX,
MOV ES,AX
MOV AX,loaded
MOV BP,AX ; ES:BP = 串地址
MOV CX, ; 串长度
MOV AX,0x1301 ;AH = 0x13，AL = 0x01
MOV BX,0x000b ; 页号BH = 0 黑底蓝字 BL = 0x0b
MOV DL,
INT 0x10
JMP fin
loaded:
DB 0x0a, 0x0a
DB "Loaded."
DB 0x0a
DB fin:
HLT
JMP fin
效果如下, 可以确定我们Haribote.sys里面的代码已经被执行.
- 进入32位模式&导入C语言*
这里作者开始用我们看不懂的东西了, 给出了一个长长的asmhead.nas, 并且表示"先跳过这一部分", 让我有点不爽, 但是毕竟不能半途而废不是? 这里的Makefile变得越来越复杂, 在这里我第一次碰到了困难, 由于粗心Makefile写少了几行, 导致编译莫名其妙地出错, 纠结了两天才发现, 抄代码都能抄错 = =, 废话略过, 作者还增加了一个Bootpack.c 大概就是我们以后的主战场了, 这里编译过程异常繁琐(作者啊你可不可以不要用你自己写的工具!? (╯‵□′)╯︵┻━┻),
以上所有的工具都是川和先生写的或者改写的(╯‵□′)╯︵┻━┻.
需要强调的是HariMain这个Main函数的函数名已经写死了, 不能够更换, 为了在C
语言里面使用HLT, (事实上现在C语言里面根本就没有函数可用), 增加naskfunc.nas.
所有文件均如下:
IPL.nas:
; hello-os
; TAB=4
; const CYLS EQU ORG 0x7c00 JMP entry
DB 0x90
DB "OS 0.01 "
DW
DB
DW
DB
DW
DW
DB 0xf0
DW
DW
DW
DD
DD
DB ,,0x29
DD 0xffffffff
DB "OS ver 0.01"
DB "FAT12 "
RESB entry:
MOV AX,
MOV SS,AX
MOV SP,0x7c00
MOV DS,AX MOV AX,0x0820 ; 缓存位置 = ES:BX
MOV ES,AX
MOV CH, ; 柱面0
MOV DH, ; 磁头0
MOV CL, ; 扇区2 readloop:
MOV SI, ; 记录失败次数 retry:
MOV AH,0x02 ; 读盘
MOV AL, ; 一个扇区
MOV BX,
MOV DL,0x00 ; 驱动器A:
INT 0x13 ; 调用磁盘中断
JNC next
ADD SI,
CMP SI, ; 失败5次跳出
JAE error
MOV AH,0x00
MOV DL,0x00 ; 指定驱动器A:
INT 0x13 ; 重置并重试
JMP retry
next:
MOV AX,ES
ADD AX,0x0020
MOV ES,AX ; 段寄存器往后移0x0020 实际偏移 0x0020*0x0010 = 0x0200 = 512d
ADD CL,
CMP CL, ; 读到18扇区
JBE readloop; <= 则跳
MOV CL,
ADD DH, ; 换一个磁头
CMP DH,
JB readloop; <则跳
MOV DH,
ADD CH, ; 柱面+1
CMP CH,CYLS
JB readloop MOV [0x0ff0],CH
JMP 0xc200 error: ; 错误提示
MOV AX,
MOV ES,AX
MOV AX,msg
MOV BP,AX ; ES:BP = 串地址
MOV CX, ; 串长度
MOV AX,0x1301 ;AH = 0x13，AL = 0x01
MOV BX,0x000c ; 页号BH = 0 黑底红字 BL = 0x0c
MOV DL,
INT 0x10 fin:
HLT
JMP fin msg:
DB 0x0a, 0x0a
DB "Load error."
DB 0x0a
DB RESB 0x7dfe-$
DB 0x55, 0xaa
Asmhead.nas:
BOTPAK EQU 0x00280000
DSKCAC EQU 0x00100000
DSKCAC0 EQU 0x00008000 CYLS EQU 0x0ff0 ; 设定启动区
LEDS EQU 0x0ff1
VMODE EQU 0x0ff2 ; 关于颜色数目的信息，颜色的位数
SCRNX EQU 0x0ff4 ; 分辨率 X(Screen X)
SCRNY EQU 0x0ff6 ; 分辨率 Y(Screen Y)
VRAM EQU 0x0ff8 ; 图像缓冲区的起始地址 ORG 0xc200 MOV AL,0x13 ; VGA 显卡
MOV AH,0x00
INT 0x10
MOV BYTE [VMODE], ; 记录画面模式
MOV WORD [SCRNX],
MOV WORD [SCRNY],
MOV DWORD [VRAM],0x000a0000 ; 取得键盘上的LED灯的状态
MOV AH,0x02
INT 0x16
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
OUT 0x60,AL
CALL waitkbdout [INSTRSET "i486p"] LGDT [GDTR0]
MOV EAX,CR0
AND EAX,0x7fffffff
OR EAX,0x00000001
MOV CR0,EAX
JMP pipelineflush pipelineflush:
MOV AX,*
MOV DS,AX
MOV ES,AX
MOV FS,AX
MOV GS,AX
MOV SS,AX MOV ESI,bootpack
MOV EDI,BOTPAK
MOV ECX,*/
CALL memcpy MOV ESI,0x7c00
MOV EDI,DSKCAC
MOV ECX,/
CALL memcpy MOV ESI,DSKCAC0+
MOV EDI,DSKCAC+
MOV ECX,
MOV CL,BYTE [CYLS]
IMUL ECX,**/
SUB ECX,/
CALL memcpy MOV EBX,BOTPAK
MOV ECX,[EBX+]
ADD ECX,
SHR ECX,
JZ skip
MOV ESI,[EBX+]
ADD ESI,EBX
MOV EDI,[EBX+]
CALL memcpy skip:
MOV ESP,[EBX+]
JMP DWORD *:0x0000001b waitkbdout:
IN AL,0x64
AND AL,0x02
JNZ waitkbdout
RET memcpy:
MOV EAX,[ESI]
ADD ESI,
MOV [EDI],EAX
ADD EDI,
SUB ECX,
JNZ memcpy
RET ALIGNB GDT0:
RESB
DW 0xffff,0x0000,0x9200,0x00cf
DW 0xffff,0x0000,0x9a28,0x0047
DW GDTR0:
DW *-
DD GDT0
ALIGNB
bootpack.c:
void io_hlt(void); void HariMain(void)
{ fin:
io_hlt();
goto fin;
}
Naskkfunc.nas:
;naskfunc
[FORMAT "WCOFF"] ; 制作目标文件的模式
[BITS ] ; 制作32位模式用的机械语言 ; 制作目标文件的信息 [FILE "naskfunc.nas"] ; 源文件名信息
GLOBAL _io_hlt ; 程序中包含的函数名 ; 实际的函数
[SECTION .text] ;
_io_hlt:
HLT
RET
void io_hlt(void);
void HariMain(void)
{
fin:
io_hlt();
goto fin;
}
万恶的Makefile:
TOOLPATH = ../z_tools/
INCPATH = ../z_tools/haribote/ MAKE = $(TOOLPATH)make.exe -r
NASK = $(TOOLPATH)nask.exe
CC1 = $(TOOLPATH)cc1.exe -I$(INCPATH) -Os -Wall -quiet
GAS2NASK = $(TOOLPATH)gas2nask.exe -a
OBJ2BIM = $(TOOLPATH)obj2bim.exe
BIM2HRB = $(TOOLPATH)bim2hrb.exe
RULEFILE = $(TOOLPATH)haribote/haribote.rul
EDIMG = $(TOOLPATH)edimg.exe
DEL = del
SHORTCUT = "D:\Program Files\Oracle\VirtualBox\VirtualBox.exe" --comment "OS1" --startvm "a5c4b0e6-e142-4720-98ee-056911204b29" default :
$(MAKE) install
$(MAKE) run
$(MAKE) clean ipl10.bin : ipl10.nas Makefile
$(NASK) ipl10.nas ipl10.bin ipl10.lst asmhead.bin : asmhead.nas Makefile
$(NASK) asmhead.nas asmhead.bin asmhead.lst bootpack.gas : bootpack.c Makefile
$(CC1) -o bootpack.gas bootpack.c bootpack.nas : bootpack.gas Makefile
$(GAS2NASK) bootpack.gas bootpack.nas bootpack.obj : bootpack.nas Makefile
$(NASK) bootpack.nas bootpack.obj bootpack.lst naskfunc.obj : naskfunc.nas Makefile
$(NASK) naskfunc.nas naskfunc.obj naskfucn.lst bootpack.bim : bootpack.obj naskfunc.obj Makefile
$(OBJ2BIM) @$(RULEFILE) out:bootpack.bim stack:3136k map:bootpack.map \
bootpack.obj naskfunc.obj
echo error # 3MB+64KB=3136KB bootpack.hrb : bootpack.bim Makefile
$(BIM2HRB) bootpack.bim bootpack.hrb 0 haribote.sys :asmhead.bin bootpack.hrb Makefile
copy /B asmhead.bin+bootpack.hrb haribote.sys haribote.img : ipl10.bin haribote.sys Makefile
$(EDIMG) imgin:../z_tools/fdimg0at.tek \
wbinimg src:ipl10.bin len:512 from:0 to:0 \
copy from:haribote.sys to:@: \
imgout:haribote.img install:
$(MAKE) haribote.img run :
echo Running...
$(SHORTCUT)
echo Finished clean :
-$(DEL) *.bin
-$(DEL) *.lst
-$(DEL) *.gas
-$(DEL) *.obj
-$(DEL) bootpack.nas
-$(DEL) bootpack.map
-$(DEL) bootpack.bim
-$(DEL) bootpack.hrb
-$(DEL) haribote.sys
-$(DEL) *.*~
-$(DEL) *~
echo Finished.
这次更新慢了, 下次争取早一点…