零、实验1 实验环境搭建

1.参考教程
2.遇到的问题
(1)dokg: 错误：另外一个进程已经为 dpkg fronted lock 加锁

解决办法：重启，解释

3.补充：查看ubuntu 位数 uname -a

一、实验2的内容
1.实现bootsect.s的屏幕输出功能；
2.bootsect.s读入setup.s；
3.setup.s获取并显示基本硬件参数；

教程：操作系统原理与实践

二、实现bootsect.s的屏幕输出功能

1.代码(和教程有点不同，在2.说明里解释了；按照教程来)

mov ah, #0x03
xor bh, bh
int 0x10mov ax, #0x1301
mov bx, #0x0007
mov cx, #32
mov bp, #msg1
int 0x10inf_loop:jmp inf_loopmsg1:.byte 13,10.ascii "Forrest's OS is Loading...".byte 13,10,13,10.org 508root_dev:.word ROOT_DEVboot_flag:.word 0xAA55

在原有linux-0.11的bootsect.s代码进行修改

2.解析

！首先读光标位置
！BIOS中断0x10 功能号ah = 0x03, 读光标的位置
！input : bh = 页号
! output : dh = 行号(0x00顶端)；dl = 列号(0x00最右端)mov ah, #0x03
xor bh, bh
int 0x10!输出字符串 "Forrest's OS is Loading..."
！BIOS中断0x10 功能号ah = 0x13，显示字符串
！input : al = 放置光标的方式及规定属性。0x01表示使用bl中的属性值，光标停在字符串结尾处。
！bh = 显示页面号，bl = 字符属性。
！cx = 显示的字符串字符数，这里是26+6=32，即msg1所占的字符。
! es:bp指向需显示的字符串起始位置处mov ax, #0x1301
mov bx, #0x0007
mov cx, #32
mov bp, #msg1   !es存的是#INITSEG, 0x9000
int 0x10！设置一个无限循环(纯粹为了多看一万眼字符串显示)
inf_loop:jmp inf_loop！msg1处放置字符串
msg1:
!换行+回车.byte 13,10
！字符串.ascii "Forrest's OS is Loading..."
！两对换行+回车.byte 13,10,13,10.org 508 !设定起始偏移地址!原有代码就有
root_dev:.word ROOT_DEV！这样boot_flag的2个魔数在最后2个字节
!boot_flag引导扇区标记，0xAA55
boot_flag:.word 0xAA55

说明：
①教程中，把es设定为#0x07c0，虽然最终结果没出错，但实际上逻辑是有问题的，因为在屏幕显示字符串之前，bootsect所在内存位置发生了移动，而linus已经将es设定成了#INITSEG，所以以下截图的内容可以去掉：

②教程下述做法会报错

注意：看了后面的教程才反应过来，原来是重新写bootsect.s，我以为是在原版基础上进行修改…

实际上不需要修改linus的这块代码。

疑问点：
为什么页号为0？
补充： “回车”，告诉打字机把打印头定位在左边界；另一个叫做 “换行”，告诉打字机把纸向下移一行。

3.编译 + 做Image文件
将完成屏幕显示的代码在开发环境中编译，并将编译后的目标文件做成 Image 文件。

这部分的解释见教程。

(1)编译

as86 -0 -a -o bootsect.o bootsect.s

(2)链接

ld86 -0 -s -o bootsect bootsect.o

(3)生成Image文件

dd bs=1 if=bootsect of=Image skip=32

linux的dd命令，以bootsect为输入，以每次1byte的速度写到文件Image中,并跳过开头的32byte才开始写入

(4)拷贝到linux-0.11目录下

. ./父级目录

4.bootsect引导后的系统启动情况

三、bootsect.s读入setup.s

此处起，按照教程来，而不是在原有代码上修改。

1.编写setup.s的代码

entry _start
_start:mov ah, #0x03xor bh, bhint 0x10mov cx, #25mov bx, #0x0007mov ax, csmov es, ax  !修改es的值为csmov ax, #0x1301mov bp, #msg2int 0x10inf_loop:jmp inf_loopmsg2:.byte 13,10.ascii "Now we are in SETUP".byte 13,10,13,10.org 510
boot_flag:.word 0xAA55

2.编写 bootsect.s 中载入 setup.s的代码

BOOTSEG=0x07c0   !左移4位后就是0x7c00，占512B，所以偏移512B（0x0200）后得0x7e00；
SETUPSEG=0x07e0
SETUPLEN=2  !linus写的是4，教程是2
entry _start
_start:
!屏幕输出功能mov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov bx,#0x0007mov cx,#32mov bp,#msg1mov ax,#BOOTSEGmov es,axmov ax,#0x1301int 0x10!加载setup
load_setup:mov dx,#0x0000mov cx,#0x0002  !扇区不是从0开始的，而是从1开始的，1是bootsect所在的扇区，setup从扇区2开始mov bx,#0x200   !es:bx 指向将要存放的内存地址mov ax,#0x0200+SETUPLEN !读2个扇区到内存int 0x13jnc ok_load_setup !成功就跳转到ok_load_setup执行mov dx,#0x0000mov ax,#0x0000 !复位软盘int 0x13jmp load_setup!跳转到setup执行
ok_load_setup:jmpi 0,SETUPSEG !段间跳转指令  cs = SETUPSEG，ip = 0!inf_loop:
!    jmp inf_loopmsg1:.byte   13,10.ascii  "Forrest's OS is Loading...".byte   13,10,13,10.org 510boot_flag:.word   0xAA55

3.make BootImage

有 Error！这是因为 make 根据 Makefile 的指引执行了 tools/build.c，它是为生成整个内核的镜像文件而设计的，没考虑我们只需要 bootsect.s 和 setup.s 的情况。它在向我们要 “系统” (system)的核心代码。为完成实验，接下来给它打个小补丁。

4.修改build.c
build.c 从命令行参数得到 bootsect、setup 和 system 内核的文件名，将三者做简单的整理后一起写入 Image。

上文因缺乏system的代码，所以报错

改造build.c的思路就忽略所有与system有关的工作：

四、setup.s获取并显示基本硬件参数

1.代码(含关键注释）

INITSEG = 0x9000
entry _start
_start:
!屏幕输出功能mov ah, #0x03xor bh, bhint 0x10mov cx, #25mov bx, #0x0007mov ax, csmov es, ax  !修改es的值为csmov ax, #0x1301mov bp, #msg2int 0x10!将硬件参数取出来放在内存0x90000处mov ax,#INITSEGmov ds,ax  !数据段的基地址0x9000!读光标位置xor bh,bhmov ah,#0x03int 0x10mov [0],dx  !dh=行号，dl=列号!读扩展内存大小，超过1M则为扩展mov ah,#0x88int 0x15mov [2],ax!读第1个磁盘参数表，共16个字节大小；其首地址在int 0x41的中断向量位置!中断向量表的起始地址是0x000, 共1KB大小,并且每个表项占4B!所以第1个磁盘参数表的首地址的地址:0x41*4=0x104, 此处4B由段地址和偏移地址组成mov ax,#0x0000mov ds,ax  !中断向量表的起始地址lds si,[4*0x41]  !先存入的是偏移地址，取出存到si中 !取出的4个字节，高位存入ds，低位存入simov ax,#INITSEGmov es,axmov di,#0x0004      !光标和内存共占4B;  不是mov di,#0x0080 !目标地址 ： 0x9000:0x0080  mov cx,#16repmovsb !按字节传送!打印前的准备mov ax,csmov es,ax  !setup所在的代码段    mov ax,#INITSEGmov ds,ax !数据段，指向参数所在的地方!读光标位置，显示提示语，并把数值入栈mov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#18 !16+2mov bx,#0x0007mov bp,#msg_cursor !"Cursor position:" es:bpmov ax,#0x1301int 0x10mov dx,[0] !存好的光标位置读出存到dx中,那没必要再读光标了吧;显示字符串需要放置光标，所以要读call print_hex !打印光标位置!显示内存大小mov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#14 !12+2mov bx,#0x0007mov bp,#msg_memory !"Memory Size:"mov ax,#0x1301int 0x10mov dx,[2]call print_hex !补上KBmov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#2mov bx,#0x0007mov bp,#msg_kbmov ax,#0x1301int 0x10!柱面，cylinder Cylesmov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#8mov bx,#0x0007mov bp,#msg_cylesmov ax,#0x1301int 0x10mov dx,[4]call print_hex!磁头 Headsmov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#8mov bx,#0x0007mov bp,#msg_headsmov ax,#0x1301int 0x10mov dx,[6]call print_hex!扇区 sectorsmov ah,#0x03xor bh,bhint 0x10mov cx,#10mov bx,#0x0007mov bp,#msg_sectorsmov ax,#0x1301int 0x10mov dx,[18]   !应该是18，而不是12吧call print_hexinf_loop:jmp inf_loop!显示硬件参数（16位形式）
print_hex:!以4位16进制数进行显示mov cx,#4!mov dx,(bp)  !bp指向栈顶，将其指向的指存入dx？什么栈顶？ bp指向的不是msg2吗？不用管栈print_digit:!使从高位到低位显示4位16进制数rol dx,#4!ah=0x0e,显示一个字符；al=要显示的字符的ascii码;BIOS中断为int 0x10mov ax,#0x0e0f !此时的al未半字节的掩码and al,dl !取dl的低4位存入al中add al,#0x30cmp al,#0x3a !如果是数字，范围是0x30~0x39，即小于0x3ajl outp !al小于#0x3a跳转，即数字则跳转add al,#0x07 !字母则加上0x07，a~f的范围0x41~0x46outp:int 0x10loop print_digit !每次执行 loop 指令，cx 减 1，然后判断 cx 是否等于 0。 这里即执行4次ret!打印回车换行
print_nl:!CR 回车mov ax,#0x0e0dint 0x10!LF 换行mov ax,#0x0e0aint 0x10retmsg2:.byte 13,10.ascii "Now we are in SETUP".byte 13,10,13,10msg_cursor:.byte 13,10.ascii "Cursor position:"msg_memory:.byte 13,10.ascii "Memory Size:"msg_cyles:.byte 13,10.ascii "Cyles:"msg_heads:.byte 13,10.ascii "Heads:"msg_sectors:.byte 13,10.ascii "Sectors:"msg_kb:.ascii "KB".org 510
boot_flag:.word 0xAA55

2.调试

在oslab目录下 ./dbg-asm

3.结果

0x00CC = 12 * 16 + 12 = 204
疑惑点：保存光标的位置时，光标应该在SETUP的末尾，为什么是1600这个位置？0x16是行号，0x00是列号不太合理啊。（补充：这里想错了，光标应该在Now下2行的最左边，因为有2对回车和换行啊，这也就能解释列号是0x00了）

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