一个简单的操作系统

最新推荐文章于 2024-09-03 06:35:14 发布

cnfbx

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分类专栏：操作系统文章标签：虚拟机 extension gcc file image linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cnfbx/article/details/7523653

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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

下面就是我们的代码。我们的操作系统很简单，在屏幕的左上角打印hello后就一直死循环。

.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

最后启动虚拟机，我们的小小操作系统就启动啦。这是我电脑上的截屏