Orange'S学习笔记（一）

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：

    org    07c00h            　　　　; tell the compiler that the program is loaded at 7c00
     mov    ax, cs
    mov    ds, ax
    mov    es, ax
    call    DispStr          　　　　; call the example about string display
     jmp    $            　　　　 　　; unlimited loop
 DispStr:
    mov    ax, BootMessage
    mov    bp, ax            　　　　; ES:BP = address of string
     mov    cx, 16            　　　　; CX = length of string
     mov    ax, 01301h        　　　　; AH = 13, AL = 01h
     mov    bx, 000ch       　　 　　; page num = 0 (BH = 0), red word with black backgroud (BL = 0ch, highlight)
     mov     dl, 0
    int    10h            　　　　　　; break at 10h
     ret
 BootMessage:           db     "Hello, OS World!"
 times    510-($-$$)     db     0    ; fill the remaining space to the number of the binary code reach 512 bytes
 dw    0xaa55                　　　　 ; end

要用NASM编译上述代码，首先要安章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，

###############################################################
# Configuration file for Bochs
###############################################################

# how much memory the emulated machine will have
 megs: 32

# filename of ROM images
 romimage: file=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latest #/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest
 vgaromimage: file=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latest #/usr/share/vgabios/vgabios.bin

# what disk images will be used
 floppya: 1_44=a.img, status=inserted

# choose the boot disk.
 boot: floppy

# where do we send log messages?
# log: bochsout.txt

# disable the mouse
 mouse: enabled=0

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

　　 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

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