30天自制操作系统day21

用C语言编写应用程序

要调用API，需要将参数放到寄存器中然后中断，C语言中没有这样的指令，所以写一个汇编函数：

_api_putchar:   ; void api_putchar(int c);
        MOV     EDX,1
        MOV     AL,[ESP+4]      ; c
        INT     0x40
        RET

将函数参数放到AL中，然后中断。在C语言中只需要 api_putchar() 就可以了。
但是编译出的.hrb程序不能运行，因为它没有可执行文件的头。将.hrb程序开头6个字节替换成 E8 16 00 00 00 CB ，相当于：

[BITS 32]
        CALL    0x1b
        RETF

0x1b是程序main函数开头的位置。用RETF是因为程序是从操作系统跳转过来的。

保护操作系统

现在应用程序可以向任意内存地址写入数据，这会破坏操作系统。
之前只为应用程序分配了代码段（CS），数据段DS/SS和操作系统相同。需要为数据段也分配不同的空间。
在start_app()函数中，从参数中获得应用程序的EIP,CS,ESP,DS/SS。EIP是程序起始地址，一般为0，CS是代码段的段号，ESP是栈起始地址，一般等于栈大小值。DS和SS相同，是数据段的段号。将寄存器中的ESP,DS/SS替换成刚才的值，然后将EIP,CS push到栈上，使用 CALL FAR [ESP] 跳转到这个位置。应用程序返回后，恢复操作系统的CS,ESP,DS/SS并返回。

使用API函数时，由于API函数是写在操作系统里的，也需要切换上述寄存器。在asm_hrb_api()中，一方面需要保存寄存器，另一方面需要将寄存器PUSH作为hrb_api()的参数。保存的寄存器在应用程序的栈上，而作为参数的寄存器复制到操作系统的栈上。

同理，中断函数也在操作系统中。当从应用程序中断时，需要切换DS,SS,ESP寄存器。

对异常的支持

当应用程序试图破坏操作系统时（访问操作系统的内存空间），会产生0x0d中断。注册一个中断函数处理这个异常。
在中断函数中，强制结束程序的方法是将ESP恢复到start_app()时的位置，然后RET直接回到cmd_app()。

但是如果应用程序将段修改为操作系统的段，依然可以改写操作系统内存空间的数据。我们可以禁止应用程序向DS存入操作系统段号。
在cmd_app()中，分配应用程序的数据段和代码段时，权限加上0x60，表示应用程序用。
这样的话，操作系统又不能CALL应用程序了。可以使用RETF。把EIP和CS PUSH到栈上，然后使用RETF，效果和CALL FAR 一样。
在应用程序里也是不能用RETF了。

其实这章后面完全没看懂。。