具体的操作过程在下边的 load.c 文件注释中有比较详细的说明。
目的:写一个引导程序和一个超简单的内核,引导成功后能在键盘上输入字符并显示
工具:masm5.0编译器,tc2.0,一个电脑(如果有virtual pc的话更可以,在上面做实验不损机子)。
所需知识:
我简单地说说电脑开机的过程吧,电脑开机后经过很复杂的过程,包括什么自检呀,bios驻入内存呀.... 最后bios把引导盘的0磁道1扇区的512字节放入内存0000:7c00开始的地方,然后把控制权交给引导程序,那一瞬间CS=0000,IP=7c00.(我想应该是这样),然后一切就可以进入你的掌握之中了。
我们现在用汇编要写的就是7c00之后的程序,把这个程序放在第一个扇区,叫做boot,这个程序的作用是把放在第二个扇区的kernel调入内存8000:0000处并跳到那里执行。
文件:boot.asm
;file:boot.asm
;load.exe 程序将下边代码生成的二进制文件写入A盘
;的0磁道1扇区;
;开机时BIOS引导程序会自动将这个扇区的内容加载进入内存
;的07c0H处并执行它;
code segment
assume cs:code
start: ;cs=0000,ip=7c00
mov ax,offset start
add ax,07c0h ;ax加上07c0h送给ds,
mov ds,ax ;设置数据段寄存器ds,
;使得ds:0000为内存地址的0000:7c00
mov si,offset msg ;msg偏移送si
call display ;显示
;初始化 int 13h 的各寄存器,加载内核(kernel)
;(具体设置信息请查阅BIOS中断手册)
mov ax, 8000h ; kernel将要存放的内存的段地址
mov es, ax ; 传递给ES
mov bx, 0 ; kernel偏移地址为0
mov dl, 0 ; 驱动器号为0h,即A盘
mov dh, 0 ; 磁头号为0
mov ch, 0 ; 磁道号为0
mov cl, 2 ; 扇区号为2
mov al, 1 ; 要读的扇区数为1
mov ah, 2 ; 调用读磁盘的中断程序
int 13h
;内核加载完毕
mov si,offset ok ;显示ok
call display
mov bx,offset ker ;kernel 存放的是地址 8000:0000
;根据前边(es:bx)的设定。
;跳去执行内核(kernel)程序。
jmp dword ptr [bx] ;跳到bx这个指针指向的地址处。
display:
lodsb ; 装入一个字节到al
or al,al ; al=0则表明这个字符串结束
jz disend ; 跳到最后返回
mov ah, 0eh ; 0eh是显示功能号
mov bx, 7 ; 颜色
int 10h
jmp display
disend:
ret
msg db 'My Os is loading...',0 ;显示信息
ok db 'OK',13,10,0
ker dw 0,8000h ;kernel的内存地址8000:0000
code ends
end start
文件:kernel.asm
;file:kernel.asm
;load.exe 程序将下边代码生成的二进制文件写入了A盘
;的0磁道2扇区;
;在0磁道1扇区的boot代码会将此代码加载到内存中并跳
;转到对应地址去执行这段代码.
;代码功能:不断从键盘接收输入,并将其顺序显示出来.
kernel segment
assume cs:kernel
start:
mov ah,0 ;从键盘读入字符的功能
int 16h
mov ah,0eh ;显示功能
int 10h
cmp al,13 ;如果是回车则换行
jnz start
mov al,10
int 10h
jmp start ;无穷循环
kernel ends
end start
文件:load.c
/* file: load.c */
/*这个程序如此简单,功能只有两个,接受字符和显示,又编译连接吧。
现在我们生成了两个文件boot.exe,kernel.exe。其中boot.exe不要执行,你可以在dos
下运行的是kernel.exe,可以看看写对没有。
现在就差把这两个文件写入软盘的1,2扇区了。可是你会发现很怪的问题,boot有603字
节,kernel有522字节,但是一个扇区只有512字节,怎么写得下?这个问题我最先也迷
惑,后来把两个exe文件反汇编才知道真正我们写的代码出现在exe文件的513字节处,
exe文件的前512字节是mircosoft定义的exe文件的前缀,其中有exe文件标识,大小,
段定位指针等东西,这512字节我们不需要我们就只要后面的,那么我们就来写个程序
把boot.exe 和kernel.exe 写入软盘吧,(注意写入引导扇区的时候最后两个字节必须
是55aa这是规定的引导扇区的标识。)我这里选的是用tc2.0了,当然也可以用汇编写,
下面是writebt.c
*/
#include<stdio.h>
#include<dos.h>
union REGS inreg,outreg;
struct SREGS segreg;
main()
{
int i;
char boot_buf[512]; /*暂存放boot.exe的内容*/
char kernel_buf[512]; /*暂存放kernel.exe的内容*/
FILE *fp;
for(i=0;i<512;i++)
{ /*先把这两个缓冲区清0*/
boot_buf[i]=0;
kernel_buf[i]=0;
}
if((fp=fopen("boot.exe","rb"))==NULL)
{
printf("cannot find boot.exe");exit(0);
} /*打开boot.exe*/
fseek(fp,512L,0); /*直接定位到文件第513个字节处,即512L*/
i=0;
while(1)
{
fread(&boot_buf[i],1,1,fp); /*读入后面的所有内容直到结束*/
i++;
if(feof(fp))
{
fclose(fp);
break;
}
}
boot_buf[510] = 0x55; /*最后两个字节必须为55aa*/
boot_buf[511] = 0xaa;
/* 设置:将boot中的引导程序写入A盘的第0磁道1扇区*/
inreg.h.ah=0x03; /*调用bios13h的3号写盘功能*/
inreg.h.al=0x1; /*要读的扇区数为1*/
inreg.h.ch=0; /*磁道号为0*/
inreg.h.cl=1; /*扇区号为1*/
inreg.h.dh=0; /*磁头号为0*/
inreg.h.dl=0; /*驱动器号为0,即a盘*/
inreg.x.bx=FP_OFF(boot_buf); /*bx中写boot_buf的内存偏移地址*/
segreg.es=FP_SEG(boot_buf); /*es中写它的内存段地址*/
int86x(0x13,&inreg,&outreg,&segreg); /*调中断写盘*/
if (_AH!=0) /*ah为0刚写盘成功,否则退出*/
{
printf("error writing");exit(0);
}
else
{
printf("ok");
}
if((fp=fopen("kernel.exe","rb"))==NULL) /*打开kernel.exe*/
{
printf("cannot find kernel.exe");exit(0);
}
fseek(fp,512L,0); /*直接定位到文件第513个字节处,即512L*/
i=0;
while(1)
{
fread(&kernel_buf[i],1,1,fp); /*读入后面的所有内容直到结束*/
i++;
if(feof(fp))
{
fclose(fp);
break;
}
}
/* 设置:将kernel中的程序写入A盘的第0磁道2扇区*/
inreg.h.ah=0x03;
inreg.h.al=0x1;
inreg.h.ch=0;
inreg.h.cl=2; /*扇区号为2*/
inreg.h.dh=0;
inreg.h.dl=0;
inreg.x.bx=FP_OFF(kernel_buf);
segreg.es=FP_SEG(kernel_buf);
int86x(0x13,&inreg,&outreg,&segreg);
if (_AH!=0)
{
printf("error writing");exit(0);
}
else
{
printf("ok");
}
}
/*
同样地编译连接,现在我们有boot.exe,kernel.exe和writebt.exe,拷贝他们到同一个目录下,然后手
插入软盘,执行writebt.exe,如果出现error writing则表明写盘出错,你多运行几次,直到出现okok
时就写成功了,但你不要马上切换到a盘按dir,这样系统会出现未格式化的信息,要你格式化。因为刚
才我们所做的把微软定义的软盘的一些信息给修改了,dos自然识别不了。现在你可以重起,从软盘起
动,你会看到你的成果了。
这个系统是不是太简单了?对,真正的操作系统有文件管理,内存管理,设备管理....我不懂这些,慢
慢学吧。
我的方法可能不太好,效率也不高,请各位高手批评指正。我的邮箱是[email protected]
这三个程序在本人机器上编译运行都通过。请各位不要擅自改writebt中inreg.h.*中的内容,否则
后果自负。
*/
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