操作系统实验一之引导程序

一, 实验内容

改写bootsect.s和setup.s, 完成如下主要功能:

1, bootsect.s能够在屏幕上打印一段提示信息"XXX is booting...", 其中XXX是你给自己的操作系统起的名字，例如LZJos、Sunix等.

2, bootsect.s能够完成setup.s的载入, 并跳转到setup.s开始地址执行. 

3, setup.s能够像屏幕输出一行信息 "Now we are in SETUP" 

4, setup.s能获取至少一个基本的硬件参数（如内存参数、显卡参数、硬盘参数等），将其存放在内存的特定地址，并输出到屏幕上。

5,setup.s不再加载linux内核, 保持上述信息显示到屏幕上即可

二, 实验基础知识

1。启动流程 　

三, 实验步骤

1, 完成bootsect的屏幕输出功能

  由于不需要加载linux内核，所以就不需要原始的linux代码那么复杂，比如： 将bootsect自身移动到0x90000处等操作，可以忽略的。

　 要显示字符串，那么字符串显示到屏幕的哪里呢？当然是当前光标的位置了！所以第一步就要先读取光标的位置，这可以利用10号中断的3号子程序来完成。要显示字符串，可以利用10号功能的13号子程序来完成，需要注意的是一定要边显示字符边移动光标，最终的光标要移动到字符串的末尾处。最后要注意用0xAA55来标记引导扇区。代码如下：

entry _start
_start:
! 首先利用10号中断的3号功能来读取光标位置
    mov    ah,#0x03        
    xor    bh,bh            
    int    0x10

! 再利用10号中断的13号功能显示字符串
    mov    cx,#50            ! 加上回车和换行，字符串一共包含50个字符，所以设置cx为50
    mov    bx,#0x0007
    mov    bp,#msg1
    mov     ax,#0x07c0
    mov     es,ax            ! es：bp=显示字符串的地址
    mov    ax,#0x1301        
    int    0x10

Inf_loop:
    jmp Inf_loop            ! 无限循环

! msg1处放置要显示的字符串
msg1:
    .byte 13,10            ! 换行+回车
    .ascii "AXF OS is booting, my name is Aixiangfei ..."
    .byte 13,10,13,10        ! 两对换行+回车

! 下面是启动盘具有有效引导扇区的标志. 仅供BIOS中的程序加载扇区时识别使用。
! 它必须位于引导扇区的最后两个字节中.
.org 510
boot_flag:
    .word 0xAA55    ! 引导扇区的标记就是0XAA55

编译和运行： 进入~/oslab/linux-0.11/boot/目录，编译并连接：

as86 -0 -a -o bootsect.o bootsect.s
ld86 -0 -s -o bootsect bootsect.o

　　参数说明：-0（注意：这是数字0，不是字母O）表示生成8086的16位目标程序，-a表示生成与GNU as和ld部分兼容的代码，-s告诉链接器ld86去除最后生成的可执行文件中的符号信息。

　　如果这两个命令没有任何输出，说明编译与链接都通过了。需要留意的生成的bootsect的大小是544字节，而引导程序必须要正好占用一个磁盘扇区，即512个字节。造成多了32个字节的原因是ld86产生的是Minix可执行文件格式，这样的可执行文件处理文本段、数据段等部分以外，还包括一个Minix可执行文件头部。所以最后必须要把这多余的32个字节删掉，可以用linux自带的工具dd来完成：

dd bs=1 if=bootsect of=Image skip=32

　　去掉这32个字节后，将生成的文件拷贝到linux-0.11目录下，并一定要命名为“Image”（注意大小写）。然后就可以run了

2, setup的载入

　　首先要确定setup是在磁盘的0磁道2扇区，linux 0.11中的setup占了4个扇区，而我们最后要写的setup显然没有那么复杂，所以可以只用1个扇区就可以了。另外，由于bootsect位于0x7c00处，占用512个字节，所以可以将setup载入到0x7e00处。要想从磁盘中载入数据到内存，可以利用BIOS提供的13号中断轻松完成。最后就直接用jumi指令跳转到0x7e00处即可。对前面的bootsect.s扩展之后的完整代码如下：

SETUPLEN = 1
SETUPSEG = 0x07e0

entry _start
_start:
! 首先利用10号中断的3号功能来读取光标位置
    mov    ah,#0x03        
    xor    bh,bh            
    int    0x10

! 再利用10号中断的13号功能显示字符串
    mov    cx,#50            ! 加上回车和换行，字符串一共包含50个字符，所以设置cx为50
    m