【從頭開始寫操作系統系列】環境搭建以及第一個Hello World

寫在最前

筆者在動手寫此操作系統時是一名大學本科大二的學生，可能文章中會有好多地方我沒有解釋清楚，可能也會有許多地方出現錯誤，我懇請各位讀者能提出質疑和糾正我的錯誤，謝謝！

參考書籍：

《30天自制操作系統》川合秀實

《ORANGE’S：一個操作系統的實現》

開發環境

筆者采用以下開發環境

Apple Macbook Air

Ubuntu 12.04 LTS(32 bit)

讀者準備

畢竟是動手寫一個操作系統，對讀者的要求也會相應要求高一些，對計算機編程0基礎的讀者還是不建議直接看這個系列的文章。希望讀者能有 匯編語言、C 語言的基礎，對操作系統最好有了解（推薦書籍《操作系統概念》），另外由于開發是在 Ubuntu 的環境中進行的，讀者最好對 Linux 的命令、操作等比較熟悉。

環境搭建

安裝Bochs 等

Bochs是一個x86硬件平臺的開源模擬器。它可以模擬各種硬件的配置。Bochs模擬的是整個PC平臺，包括I/O設備、內存和BIOS。更為有趣的是，甚至可以不使用PC硬件來運行Bochs。事實上，它可以在任何編譯運行Bochs的平臺上模擬x86硬件。通過改變配置，可以指定使用的CPU(386、486或者586)，以及內存大小等。一句話，Bochs是電腦里的“PC”。根據需要，Bochs還可以模擬多臺PC，此外，它甚至還有自己的電源按鈕。

我們所寫的操作系統就是模擬在 Bochs 來運行和調試的。

我們使用以下的命令來安裝 bochs 等一些工具

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

第一個 Hello World

創建軟盤鏡像

使用bximage 命令

按照以下來進行配置

======================================================================== bximage Disk 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] fd Choose the size of floppy disk image to create, 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] 1.44 I will create a floppy image with cyl=80 heads=2 sectors per track=18 total sectors=2880 total bytes=1474560 What should I name the image? [a.img] helloworld.img Writing: [] Done. I wrote 1474560 bytes to helloworld.img. The following line should appear in your bochsrc: floppya: image="helloworld.img", status=inserted

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最終我們得到了一個名叫『helloworld.img』的文件，它就是我們創建的軟盤鏡像

操作系統源碼

hello.asm

org 07c00h mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax call DispStr jmp $ DispStr: mov ax, Str mov bp, ax mov cx, 13 mov ax, 01301h mov bx, 000ch mov dl, 0 int 10h ret Str: db "Hello, world!" times 510-($-$$) db 0 dw 0xaa55

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下面我們來逐行分析這段匯編代碼

org 07c00h 指定程序的起始地址,告訴編譯器程序從這里開始

org是Origin的縮寫：起始地址源。在匯編語言源程序的開始通常都用一條org偽指令來實現規定程序的起始地址。

mov ax, cs 將 cs（代碼段寄存器）中的值賦值給 ax 寄存器

mov ds, ax 將 ax 中的值賦值給 ds（ 一個段寄存器）

mov es, ax 將 ax 中的值賦值給 es（）

call DispStr 跳轉執行到 DispStr

jump $ 死循環

mov ax, Str 將 Str 的首地址放入 ax

mov bp, ax 將 ax 的值賦給 bp（棧底指針）

mov cx, 13 將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 將000ch 放入 bx 寄存器

mov dl, 0 將光標設置為0行0列

int 10h 調用10h 中斷

int 10h 中斷功能介紹

times 510-($-$$) db 0 將剩余的位置都填充為0

dw 0xaa55 結束標志

制作操作系統鏡像

編譯源碼

nasm hello.asm -o hello.bin

寫入軟盤鏡像扇區

dd if=hello.bin of=helloworld.img bs=512 count=1 conv=notrunc

運行 HelloWorld

編寫 bochs 配置文件 - bochsrc

############################################################### # Configuration file for Bochs ############################################################### # how much memory the emulated machine will have megs: 32 # filename of ROM images romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest vgaromimage: file=/usr/share/vgabios/vgabios.bin # what disk images will be used floppya: 1_44=helloworld.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/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map display_library: sdl

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運行bochs

bochs -f bochsrc

運行結果如下圖：

單片機 匯編語言

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