Orange’s 自制操作系统系列笔记(2)—写一个简单的OS

写一个操作系统，目的就是得到一个软盘映像文件 *.img ,笔者首先写了一个映像文件 a.img进行展示，之后再介绍是如何完成的。

使用bochs运行a.img: (图中红色部分即为要输出内容)

使用VMare运行a.img:

可以看到两幅图的红色输出部分是一样的。实际我们已经写了一个极其简单的操作系统，它只含有一个引导扇区(boot sector)。关于这个引导扇区是如何完成的下节再写，这里主要是通过它来详述如何完成一个简单的操作系统，下面简述上面的 a.img 是如何得到的。

流程如下：

1. 首先先写一个引导扇区的汇编代码 boot.asm，代码在下篇笔记中进行详细解释。

    org    07c00h           
    mov    ax, cs
    mov    ds, ax
    mov    es, ax
    call   DispStr           
    jmp    $           
DispStr:
    mov    ax, BootMessage
    mov    bp, ax           
    mov    cx, 38           
    mov    ax, 01301h       
    mov    bx, 000ch       
    mov    dl, 0
    int    10h           
    ret
BootMessage:            db    "Hey! I am Rooeye, welcome to my blog!"
times     510-($-$$)    db    0   
dw     0xaa55

这段汇编代码会使得OS在开机的时候显示 “Hey! I am Rooeye, welcome to my blog!”.这句话。

然后对汇编代码进行编译生成二进制文件：

nasm boot.asm -o test.bin

这条命令就可以把汇编文件 boot.asm 转化为二进制文件 test.bin.

2. 生成空白的虚拟软盘映像 a.img，生成虚拟软盘映像 a.img需要使用工具bximage，见下图：

输入命令 bximage后：

第一步：输入 hd 或 fd，输入hd表示新建一个空白的虚拟硬盘映像，输入 fd表示新建一个空白的虚拟软盘映像，这里我们输入的是fd新建一个软盘映像。

第二步：输入虚拟软盘的大小，可以选择 0.16, 0.18, 0.32, 0.36, 0.72, 1.2, 1.44, 1.68, 1.72, 2.88. 单位是MB。

这里我们默认选择 1.44M即可，毕竟引导扇区的大小只有512个字节。

第三步：输入虚拟软盘的名称，默认是 a.img

这样我们就建立了一个空白的大小为1.44M的虚拟软盘映像 a.img.

3. 将二进制文件 test.bin的内容拷贝到a.img中，我们知道一个引导扇区的大小只有512B，这里可以使用linux自带的dd命令进行拷贝。

dd if=test.bin of=a.img bs=512 count=1 conv=notrunc

这里设置一个block大小为512B，因为boot sector大小只有512B，所以count设置为1即可。

conv=notrunc的作用是禁止截断，如果没有设置这个参数，在执行dd指令后a.img的大小会变为和test.bin的大小一样，变为了512B，如果是实际软盘，就不需要设置这个参数，因为物理软盘不存在截断问题。

当设置conv=notrunc的时候：

可以看到执行dd命令后 a.img的大小为 1.5M。

当不设置conv=notrunc的时候：

可以看到执行dd命令后 a.img的大小为 512B，剩余部分被截断。

4. 配置bochsrc文件，我们这里bochs就相当于一台计算机，a.img就相当于软盘，那么我们必须告诉我们这台计算机的内存多大，磁盘映像使用的是哪个等等。bochsrc就是对这些参数进行配置。

我们先来看看bochsrc是什么样子的：

################################################
#configure file for Bochs
################################################
# how much memory the emulated machine will have
megs: 32              # 虚拟机内存为32M

# filename of Rom images, 注意下边要根据你安装目录来调整
romimage: file=/usr/share/bochs/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=/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/share/bochs/keymaps/x11-pc-us.map

megs：用来指明bochs虚拟机内存大小，笔者这里指定为为32M

romimage 和 vgaromimage ：两个参数的路径根据自己的系统的安装位置来确定

floppya：用来指定bochs使用的具体是哪一个虚拟软盘

boot: 指明我们引导磁盘使用的是什么类型，这里我们用的是软盘所以写的是 floppy

log: 指明系统日志文件

mouse: 是否禁用鼠标

keyboard_mapping : 指明键盘布局，这里使用的是美式键盘布局，参数map的路径也是根据自己安装位置而定。

我们这里要注意对于bochsrc文件来说，不同版本的bochs在语法上略有不同，必要的时候需要略微改变才可以，如何改变可以参照bochs官方给的sample来定。

5. 启动虚拟机bochs，在当前目录使用如下命令：

bochs -f bochsrc（输入bochs也可，bochs命令会自动寻找当前目录下的bochsrc文件）

然后虚拟机就启动了，这时控制台会打印出如下画面：

这个时候虚拟机并没有直接运行，而是进入了调试状态，等待我们输入命令才能继续执行。

6. 我们可以输入指令 c，“c”的含义是“继续执行直到遇上断点”，这样我们就可以得到运行结果

红色部分是我们设置的开机显示内容，其余为bochs自带开机显示，可以通过清屏操作来消除。到此为止，一个简单的OS就制作完成啦！

来自为知笔记(Wiz)

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