电脑上电后,bios在自检后会根据用户指定的设备启动操作系统。假设我们指定软盘为启动盘,bios会把软盘的第一个扇区(512字节)读取到内存的0x7c00处,如果这个扇区的最后两个字节为0xaa55, bios会跳转到0x7c00处开始执行。我们可以利用这样一个过程做一个简单的操作系统。
我们的开发环境是linux。需要的工具有:
- bochs 可以进行指令级调试的虚拟机。
- gcc , ld 代码的编译和链接
- dd 生成软盘镜像文件
.code16
.text
mov %cs, %ax
mov %ax, %ds #数据段和代码段是一个段
mov $0xb800, %ax
mov %ax, %gs #从0xb8000处开始的内存为显存,经典的80x25模式,每个字符两个字节,第一个为显示的字符,第二个为显示属性
xor %bx, %bx #bx指向显存首地址
mov $str, %si #si指向字符串首地址
mov $5, %cx #字符个数
again:
movb (%si), %al
movb %al, %gs:(%bx)
inc %si
add $2, %bx #跳过属性字节
loop again
jmp . #死循环
str: .ascii "hello"
.org 510 #结尾的两个字节为引导扇区的magic number
.word 0xaa55
将上面的代码保存为boot.S。然后在终端输入以下命令
gcc -c -oboot.o boot.S #编译源代码
ld -Ttext=0x7c00 --oformat binary -oboot.bin boot.o #生成二进制内核,入口为0x7c00
dd if=/dev/zero of=floppy.img bs=1K count=1440 #软盘镜像
dd if=boot.bin of=floppy.img conv=notrunc #将内核写入软盘的第一个扇区 conv选项指定如果boot.bin比floppy.img小,不会截断floppy.img
这样我们就得到了一个带有我们操作系统的软盘镜像。
下面我们要写bochs的配置文件
megs: 32 #虚拟机内存
romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest
vga: extension=vbe
floppya: image=floppy.img, status=inserted #软盘镜像
boot: a #从floppya启动
mouse: enabled=0
cpu: ips=15000000
vga_update_interval: 150000