【从头开始写操作系统系列】环境搭建以及第一个Hello World

写在最前

笔者在动手写此操作系统时是一名大学本科大二的学生,可能文章中会有好多地方我没有解释清楚,可能也会有许多地方出现错误,,我恳请各位读者能提出质疑和纠正我的错误,谢谢!

参考书籍:

《30天自制操作系统》川合秀实《ORANGE’S:一个操作系统的实现》开发环境

笔者采用以下开发环境

Apple Macbook AirUbuntu 12.04 LTS(32 bit)读者准备

毕竟是动手写一个操作系统,对读者的要求也会相应要求高一些,对计算机编程0基础的读者还是不建议直接看这个系列的文章。希望读者能有 汇编语言、C 语言的基础,对操作系统最好有了解(推荐书籍《操作系统概念》),另外由于开发是在 Ubuntu 的环境中进行的,读者最好对 Linux 的命令、操作等比较熟悉。

环境搭建安装Bochs 等

Bochs是一个x86硬件平台的开源模拟器。它可以模拟各种硬件的配置。Bochs模拟的是整个PC平台,包括I/O设备、内存和BIOS。更为有趣的是,甚至可以不使用PC硬件来运行Bochs。事实上,它可以在任何编译运行Bochs的平台上模拟x86硬件。通过改变配置,可以指定使用的CPU(386、486或者586),以及内存大小等。一句话,Bochs是电脑里的“PC”。根据需要,Bochs还可以模拟多台PC,此外,它甚至还有自己的电源按钮。

我们所写的操作系统就是模拟在 Bochs 来运行和调试的。

我们使用以下的命令来安装 bochs 等一些工具

sudo apt-get install vgabios bochs bochs-x bximage bochs-sdl

第一个 Hello World创建软盘镜像使用bximage 命令按照以下来进行配置========================================================================bximageDisk Image Creation Tool for Bochs$Id: bximage.c,v 1.34 2009/04/14 09:45:22 sshwarts Exp $========================================================================Do you want to create a floppy disk image or a hard disk image?Please type hd or fd. [hd] fdChoose the , in megabytes.Please type 0.16, 0.18, 0.32, 0.36, 0.72, 1.2, 1.44, 1.68, 1.72, or 2.88. [1.44] 1.44I will create a floppy image with cyl=80 heads=2 sectors per track=18 total sectors=2880 total bytes=1474560What should I name the image?[a.img] helloworld.imgWriting: [] Done.I wrote 1474560 bytes to helloworld.img.The following line should appear in your bochsrc: floppya: image=”helloworld.img”, status=inserted最终我们得到了一个名叫『helloworld.img』的文件,它就是我们创建的软盘镜像操作系统源码hello.asm org 07c00hmov ax, csmov ds, axmov es, axcall DispStrjmp $DispStr:mov ax, Strmov bp, axmov cx, 13mov ax, 01301hmov bx, 000chmov dl, 0int 10hretStr:db “Hello, world!”times 510-($-$$) db 0 dw 0xaa55 下面我们来逐行分析这段汇编代码

org 07c00h 指定程序的起始地址,告诉编译器程序从这里开始

org是Origin的缩写:起始地址源。在汇编语言源程序的开始通常都用一条org伪指令来实现规定程序的起始地址。

mov ax, cs 将 cs(代码段寄存器)中的值赋值给 ax 寄存器

mov ds, ax 将 ax 中的值赋值给 ds( 一个段寄存器)

mov es, ax 将 ax 中的值赋值给 es()

call DispStr 跳转执行到 DispStr

jump $ 死循环

mov ax, Str 将 Str 的首地址放入 ax

mov bp, ax 将 ax 的值赋给 bp(栈底指针)

mov cx, 13 将13放入 ax 寄存器

mov ax, 01301h ax 寄存器高位AH=13,低位 AL=01h

mov bx, 000ch 将000ch 放入 bx 寄存器

mov dl, 0 将光标设置为0行0列

int 10h 调用10h 中断

int 10h 中断功能介绍

AH 功能 调用参数 返回参数

1 置光标类型 (CH)0―3 = 光标开始行(CL)0―3 = 光标结束行 无

2 置光标位置 BH = 页号DH = 行DL = 列 无

3 读光标位置 BH = 页号 CH = 光标开始行CL = 光标结束行DH = 行DL = 列

4 读光笔位置AH=0 光笔未触发AH=1 光笔触发CH=象素行BX=象素列DH=字符行DL=字符列

5 显示页 AL = 显示页号

6 屏幕初始化或上卷 AL = 上卷行数AL =0全屏幕为空白BH = 卷入行属性CH = 左上角行号CL = 左上角列号DH = 右下角行号DL = 右下角列号

7 屏幕初始化或下卷 AL = 上卷行数AL =0全屏幕为空白BH = 卷入行属性CH = 左上角行号CL = 左上角列号DH = 右下角行号DL = 右下角列号

8 读光标位置的属性和字符 BH = 显示页 AH = 属性AL = 字符

9 在光标位置显示字符及其属性 BH = 显示页AL = 字符BL = 属性CX = 字符重复次数

A 在光标位置只显示字符 BH = 显示页AL = 字符CX = 字符重复次数

E 显示字符(光标前移) AL = 字符BL = 前景色

13 显示字符串 ES:BP = 串地址CX = 串长度DH, DL = 起始行列BH = 页号AL = 0,BL = 属性串:Char,char,……,charAL = 1,BL = 属性串:Char,char,……,charAL = 2串:Char,attr,……,char,attrAL = 3串:Char,attr,……,char,attr

times 510-($-$$) db 0 将剩余的位置都填充为0

dw 0xaa55 结束标志

制作操作系统镜像编译源码

nasm hello.asm -o hello.bin

写入软盘镜像扇区有了你,我不再作孤飞于蓝天的雄鹰,

【从头开始写操作系统系列】环境搭建以及第一个Hello World

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