Sep 17

NASM的使用

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     《Orange's一个操作系统的实现》书中选择的汇编器为NASM。用过MASM和GAS，发现NASM的语法是最简洁的，而且有强大的宏。通过man可以知道nasm的使用方法及它与其它汇编器语法上的区别。
 
主要值得注意的区别，也是我们常用的如下：

0.注释用分号‘;'
    ;这是注释
    这是代码
 
1.与gas不同，寄存器名字前面不用加'%'
  与gas操作数的顺序不同，mov ax，dx表示ax=dx而不是dx=ax

2.浮点寄存器名字为st0,st1等

3.与masm的dup不同，nasm重复数据用times，如：
    message：times 3 ‘abc’
    times 64-$+message db 0
  定义了字符串“abcabcabc”，加上后面跟着的0，长度总共为64

4.$表示当前行被汇编后的地址

5.$$表示一个节的开始处被汇编后的地址

6.符号都是立即数，标号和变量是一样的，都表示地址：
    foo dw 1 等价与 foo：dw 1
 
7.[addr]表示取地址的值，可以带word，byte等前缀指定大小：
    foo dw 1
    mov ax，foo
    mov dx，［foo］
  ax中为1的地址，dx为1

8.简单宏定义：
    %macro add 2 ;定义名为add，2个参数
         mov ax, %1;第一个参数给ax
         add ax, %2;加上第二个参数
    %endmacro
    add 1,3;调用宏

9.条件预编译宏
    %ifdef _BOOT_DEBUG
         org 0100h
    %else
         org 07c00h
    %endif
 
nasm的文档下载：http://www.nasm.us/docs.php
网上有翻译的中文文档下载，这里有一份。
Sep 17

自己动手写操作系统——环境搭建

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      俱乐部的新学期又开始了，OS组的同学又要开始看《Orang‘s一个操作系统的实现》和做操作系统实验了。在这里把做的过程中的收获和体会写下来。

本篇是关于书中的第一，二章的开发环境搭建。这里讲的是完全在linux下的环境搭建

用到的工具及作用：

一台安装有linux操作系统的计算机：这是其它一切的前提。

nasm，gcc，make：编译链接的基本工具

bochs：运行调试工具

qemu：运行工具，比bochs更快

dd：绝对扇区读写工具，用来写引导扇区和查看映像内容

bximage：用来生成虚拟映像

objdump，readelf：查看目标文件结构，查看elf文件

vim：用来编译代码，也可以是其它的文本编辑器。

freedos映像：在第三章中，因为程序可能超过512字节，不能写入引导扇区，
                      于是编译成com文件在dos中运行，这个在bochs官网可以下到。

bochs编译选项及说明：
       --enable-vbe
       --enable-debugger：开启调试功能，默认不开
       --enable-debugger-gui：调试时有运行窗口
       --enable-smp
       --enable-new-pit
       --enable-all-optimizations
       --enable-4meg-pages
       --enable-reset-on-triple-fault
       --with-all-libs
       --with-x
       --with-x11
       --with-nogui：使可以不显示运行窗口

需要了解的：

2.引导扇区：硬盘或者软盘某个分区的第一个扇区，如果以0xAA55结束，则BIOS认为它是一个可引导扇区。
   计算机启动时，先进行加电自检（POST），然后按顺序寻找启动盘，也就是检查所有磁盘的第一个扇区，一旦发现以0xAA55结束，则将这512字节装载到内存地址0000：7c00处，然后跳转到0000：7c00，运行引导扇区的代码。
更准确定义见这里：http://en.wikipedia.org/wiki/Boot_sector
Mar 20

如何用grub引导你的内核

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以下内容以GNU GRUB 0.97为标准，并且是从U盘引导。

1.     安装grub到U盘。

安装grub到U盘最方便的方法就是在linux系统下使用grub安装程序。

具体步骤如下：

a)        首先找到U盘所在设备（这里假设为/dev/sdb1），然后挂载：

mkdir /mnt/sdb1
mount /dev/sdb1 /mnt/sdb1

b)       创建相关目录

mkdir /mnt/sdb1/boot
mkdir /mnt/sdb1/boot/grub

c)        找到文件stage1, stage2, 和 *_stage1_5的位置

find /usr/ -name statge

d)       复制以上文件到grub 目录（假设上面的文件在/usr/share/grub/ 目录下）：

cp /usr/share/grub /mnt/sdb1/boot/grub
cp /usr/share/grub /mnt/sdb1/boot/grub

如果U盘是用FAT文件格式格式化的则复制fat_stage1_5，这里用的是FAT32：

cp /usr/share/grub /mnt/sdb1/boot/grub

e)        运行grub安装程序：

sudo grub

接着如下操作：（其中设备号要具体确定）

好了现在U盘上已经装好了grub，引导配置写在grub.conf中。

2.     用grub引导 内核

grub有两种不同的引导机制，一种是直接 载入系统内核，另一种是通过chainloader载入另一个bootloader来引导自己的系统。可以被bootloader原生支持的内核一般要符合多重引导规范（Multiboot Specification）。当然为了方便grub也支持直接引导linux，FreeBSD等。

我们要用grub来引导自己的内核，当然我们不希望自己写一个bootloader再让grub来chainload，所以我们得支持多重引导规范。

 

  一个简单的内核实例（grub0.97源文件/docs/下面有三个文件multiboot.h，loader.s，kernel.c，下面作了简化）：