Orange'S学习笔记（一）

前段时间一直忙于其他事情， Orange'S的学习暂时搁浅了。现在可以更多时间学习编写操作系统了，把之前学过的重新温习一下。

学习环境

Ubuntu 11.04 + Bochs 2.4.6 + NASM

主要工作

1. 第一章马上动手写一个最小的“操作系统”

代码如下：

 1  org 07c00h 　　　　; tell the compiler that the program is loaded at 7c00

 2   mov ax, cs

 3  mov ds, ax

 4  mov es, ax

 5  call DispStr 　　　　; call the example about string display

 6   jmp $ 　　　　 　　; unlimited loop

 7  DispStr:

 8  mov ax, BootMessage

 9  mov bp, ax 　　　　; ES:BP = address of string

10   mov cx, 16 　　　　; CX = length of string

11   mov ax, 01301h 　　　　; AH = 13, AL = 01h

12   mov bx, 000ch 　　 　　; page num = 0 (BH = 0), red word with black backgroud (BL = 0ch, highlight)

13   movdl, 0

14  int 10h 　　　　　　; break at 10h

15   ret

16  BootMessage: db "Hello, OS World!"

17  times 510-($-$$) db 0 ; fill the remaining space to the number of the binary code reach 512 bytes

18  dw 0xaa55 　　　　 ; end

要用NASM编译上述代码，首先要安装NASM，然后编译。

sudo aptitude install nasm

nasm boot.asm -o boot.bin

实际上，这只是一个引导扇区。当BIOS检查第一个扇区，发现以0xAA55结束，BIOS就认为这是一个引导扇区。“一旦BIOS”发现了引导扇区，就会将512字节的内容装载到内存地址0000:7c00处，然后跳转到0000:7c00处将控制权彻底交给这段引导代码。到此为止，计算机不再由BIOS 中固有的程序来控制，而变成由操作系统的一部分来控制。“

指令部分说明

org：伪指令，用来规定目标程序存放单元的偏移量。比如，如果在源程序的第一条指令前用了如下指令： org 200h，那么，汇编程序会把指令指针的ip的值设成200h,即目标程序的第一个字节放在200h处，后面的内容则顺序存放，除非遇上另一个org 语句;

$: 当前被编译的地址;
$$: 一个section开始被编译的地址。

其他nasm指令参见nasm中文手册（有需要的，可以留下e-mail）或登录http://www.mouseos.com/assembly/nasm03.html查看。

2. 第二章搭建你的工作环境

通过安装Bochs来搭建我们的工作环境。目前Bochs最新的版本是2.4.6，下载地址是http://sourceforge.net /projects/bochs/files/bochs/2.4.6/。

（1）Bochs安装及使用步骤

下载源程序;

安装build-essential，xorg-dev，libgtk2.0-dev;

sudo apt-get install build-essential xorg-dev libgtk2.0-dev

编译安装;

$ ./configure --enable-debugger --enable-disasm 

$ make 

$ sudo make install

利用bximage生成虚拟软盘。在输入bximage命令后，在第一步提示选择fd即可;
将引导扇区写入软盘;

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

配置bochsrc，具体内容如下，

 1 ###############################################################

 2 # Configuration file for Bochs

 3 ###############################################################

 4 

 5 # how much memory the emulated machine will have

 6  megs: 32

 7 

 8 # filename of ROM images

 9  romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest #/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest

10  vgaromimage: file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest #/usr/share/vgabios/vgabios.bin

11 

12 # what disk images will be used

13  floppya: 1_44=a.img, status=inserted

14 

15 # choose the boot disk.

16  boot: floppy

17 

18 # where do we send log messages?

19 # log: bochsout.txt

20 

21 # disable the mouse

22  mouse: enabled=0

23 

24 # enable key mapping, using US layout as default.

25  keyboard_mapping: enabled=1, map=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map #/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

运行Bochs，显示效果如下图所示，

（2）错误列表

在安装过程中和使用书带的光盘中的bochsrc时，出现了一些错误，解决方案列举如下，

Error 1：安装Bochs时，出现错误”install: cannot stat `./bochsdbg': No such file or directory“

Solution：将源文件中bochs的文件夹名称改为bochsdbg即可。

Error 2: 运行bochs时，出现错误”bochsrc:10: vgaromimage directive malformed，“

　　 Solution: 将bochsrc文件中第10行vgaromimage: /usr/share/vgabios/vgabios.bin改为

　　　　　　 vgaromimage: file=/usr/share/vgabios/vgabios.bin

　　具体错误输出如下：

bochs -f bochsrc

========================================================================

Bochs x86 Emulator 2.4.6

Build from CVS snapshot, on February 22, 2011

Compiled at Jun 10 2011, 18:44:49

========================================================================

00000000000i[ ] reading configuration from bochsrc

00000000000p[ ] >>PANIC<< bochsrc:10: vgaromimage directive malformed.

00000000000e[CTRL ] notify called, but no bxevent_callback function is registered

========================================================================

Bochs is exiting with the following message:

[ ] bochsrc:10: vgaromimage directive malformed.

========================================================================

00000000000i[CPU0 ] CPU is in real mode (active)

00000000000i[CPU0 ] CS.d_b = 16 bit

00000000000i[CPU0 ] SS.d_b = 16 bit

00000000000i[CPU0 ] | EAX=00000000 EBX=00000000 ECX=00000000 EDX=00000000

00000000000i[CPU0 ] | ESP=00000000 EBP=00000000 ESI=00000000 EDI=00000000

00000000000i[CPU0 ] | IOPL=0 id vip vif ac vm rf nt of df if tf sf zf af pf cf

00000000000i[CPU0 ] | SEG selector base limit G D

00000000000i[CPU0 ] | SEG sltr(index|ti|rpl) base limit G D

00000000000i[CPU0 ] | CS:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | DS:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | SS:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | ES:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | FS:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | GS:0000( 0000| 0| 0) 00000000 00000000 0 0

00000000000i[CPU0 ] | EIP=00000000 (00000000)

00000000000i[CPU0 ] | CR0=0x00000000 CR2=0x00000000

00000000000i[CPU0 ] | CR3=0x00000000 CR4=0x00000000

bx_dbg_read_linear: physical memory read error (phy=0x0000000000000000, lin=0x00000000)

00000000000i[CTRL ] quit_sim called with exit code 1

Error 3: 运行bochsrc时，出现错误”ROM: couldn't open ROM image file '/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest'.“

　　 Solution: 将bochsrc文件中第9行romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest改为

　　 romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest #/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest

具体错误输出如下：

Event type: PANIC

Device: [MEM0 ]

Message: ROM: couldn't open ROM image file '/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest'.



A PANIC has occurred. Do you want to:

cont - continue execution

alwayscont - continue execution, and don't ask again.

This affects only PANIC events from device [MEM0 ]

die - stop execution now

abort - dump core

debug - continue and return to bochs debugger

Choose one of the actions above: [die]

Error 4: 运行bochsrc时，出现关于Keymap的错误，见下图，

error-keymap

　　 Solution: 将bochsrc文件中最后一行keyboard_mapping: enabled=1, map=/usr/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map改为

　　keyboard_mapping: enabled=1, map=/usr/local/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map #/usr/share/bochs/keymaps　　

　　　　　 /x11-pc-us.map

Error 5: 调试引导扇区程序是，出现错误”syntax error at 'dump_cpu'“

　　 Solution: None. bochs 2.3.5 以上的版本没有dump_cpu了,可以用r，fp，mmx，sse，dreg，sreg，creg命令代替。

附录

希望大家多多指正，如有转载，请注明出处http://www.cnblogs.com/JohnShao/archive/2011/10/23/2221565.html。