1.简介
文章写于两年前的 MacBookAir(2015)
目前笔者为 MacBookPro M1 (抽查了部分 都运行正常)
Github项目地址: https://github.com/wdkang123/MyOperatingSystem
MacOS X86架构（x新版的arm架构的我没有 所以大家自行测试)
VirtualBox
C/C++环境 （Xcode必装）
由之前的最小内核 将其转换为二进制 再成为十六进制
private int[] imgContent = new int[]{ 0xeb,0x4e,0x90,0x48,0x45,0x4c,0x4c,0x4f,0x49,0x50,0x4c,0x00,0x02,0x01,0x01,0x00,0x02,0xe0, 0x00,0x40,0x0b,0xf0,0x09,0x00,0x12,0x00,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x0b,0x00,0x00,0x00,0x00,0x29, 0xff,0xff,0xff,0xff,0x48,0x45,0x4c,0x4c,0x4f,0x2d,0x4f,0x53,0x20,0x20,0x20,0x46,0x41,0x54,0x31,0x32, 0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xb8,0x00,0x00,0x8e, 0xd0,0xbc,0x00,0x7c,0x8e,0xd8,0x8e,0xc0,0xbe,0x74,0x7c,0x8a, 0x04,0x83,0xc6,0x01,0x3c,0x00,0x74,0x09,0xb4,0x0e,0xbb,0x0f,0x00,0xcd,0x10,0xeb,0xee,0xf4,0xeb,0xfd };
这段十六进制的代码中设置了一些初始化的数据 然后调用bios中断 将某个缓冲区中的字符打印到屏幕上去
然后进去了一个死循环 实际上 这段代码是由汇编实现 接着将汇编转换为16进制 再将其放到imgContent中
最后让java程序生成虚拟软盘
实际上 汇编是这么写的：
org 0x7c00; jmp entry db 0x90 DB "OSKERNEL" DW 512 DB 1 DW 1 DB 2 DW 224 DW 2880 DB 0xf0 DW 9 DW 18 DW 2 DD 0 DD 2880 DB 0,0,0x29 DD 0xFFFFFFFF DB "MYFIRSTOS " DB "FAT12 " RESB 18 entry: mov ax, 0 mov ss, ax mov ds, ax mov es, ax mov si, msg putloop: mov al, [si] add si, 1 cmp al, 0 je fin mov ah, 0x0e mov bx, 15 int 0x10 jmp putloop fin: HLT jmp fin msg: DB 0x0a, 0x0a db "hello, world" db 0x0a db 0
上面的汇编代码 实际上就实现了将hello, world 打印到屏幕上 然后进入死循环的功能
1.1 org
上面的程序第一句是 org 0x7c00,
org 的意思是origin 中文意思是“起始 起源”
org 后面的7c00 是物理内存地址
假设物理内存是一个byte类型的大数组 例如byte[] memory, 如果你有2G内容 换算成字节就是2097152 也就相当于memory数组有2097152字节
于是当虚拟机上电 然后new一块内存 byte[] memory = new byte[2097152]
org 0x7c00 的意思是将本汇编编译后的二进制数据从memory[0x7c00]处写入memory.
1.2 jmp
jmp entry 中的jmp 其实就是c语言中的语句goto, jmp entry 其实是让cpu跳转到entry 处，执行entry下面的代码，如果entry是一个函数名字的话，jmp entry 相当于调用entry函数，类比于java就是函数调用：entry();
1.3 db
从db 0x90 到 RESB 18 这段代码做一些初始化工作
jmp entry 对应的机器代码 长度是3字节
那么db 0x90 的意思就是 memory[0x7c00+3] = 0x90 也就是说db 0x90 实际上做的是赋值操作
db 0x90 表示将给定位置处的一个字节赋予数值0x90 赋值的内存位置就在0x7c00+3处
1.4 msg:
msg: DB 0x0a, 0x0a db “hello, world” db 0x0a
相当于 C语言的 char* msg = “\n\nhello,world\n”
1.5 int
调用一个中断 中断其实就是一个函数调用
我们在写c语言或java程序时 往往需要调用一些系统库函数 例如printf, 或java的System.out.print.
中断就是bios提供给汇编语言的库函数，这些库函数都放入到一个数组里，int 0x10 意思是在库函数数组中取出第0x10个库函数，然后执行该库函数的代码
1.6 put loop:
putloop: mov al, [si] add si, 1 cmp al, 0 je fin mov ah, 0x0e mov bx, 15 int 0x10 jmp putloop 就相当于C语言： do { char al = *si; si++; if (al == 0) { goto fin } printf(“%c”, al); } while(true);
2.进行编译
将这段代码 进行汇编:
nasm boot.asm -o boot.bat
得到了 boo.bat
b800 008e d08e d88e c0be 217c 8a04 83c6 013c 0074 09b4 0ebb 0f00 cd10 ebee f4eb fd0a 0a68 656c 6c6f 2c20 776f 726c 640a 00
将这段放入到java工程中的imgContent中去
public class OperatingSystem { private int[] imgContent = new int[]{ 0xeb,0x4e,0x90,0x48,0x45,0x4c,0x4c,0x4f,0x49,0x50,0x4c,0x00,0x02,0x01,0x01,0x00,0x02,0xe0, 0x00,0x40,0x0b,0xf0,0x09,0x00,0x12,0x00,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x0b,0x00,0x00,0x00,0x00,0x29, 0xff,0xff,0xff,0xff,0x48,0x45,0x4c,0x4c,0x4f,0x2d,0x4f,0x53,0x20,0x20,0x20,0x46,0x41,0x54,0x31,0x32, 0x20,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xb8,0x00,0x00,0x8e, 0xd0,0xbc,0x00,0x7c,0x8e,0xd8,0x8e,0xc0,0xbe,0x74,0x7c,0x8a, 0x04,0x83,0xc6,0x01,0x3c,0x00,0x74,0x09,0xb4,0x0e,0xbb,0x0f,0x00,0xcd,0x10,0xeb,0xee,0xf4,0xeb,0xfd }; private ArrayList<Integer> imgByteToWrite = new ArrayList<Integer>(); private void readKernelFromFile(String fileName) { File file = new File(fileName); InputStream in = null; try { in = new FileInputStream(file); int tempbyte; while ((tempbyte = in.read()) != -1) { imgByteToWrite.add(tempbyte); } } catch(IOException e) { e.printStackTrace(); return; } imgByteToWrite.add(0x55); imgByteToWrite.add(0xaa); imgByteToWrite.add(0xf0); imgByteToWrite.add(0xff); imgByteToWrite.add(0xff); } public OperatingSystem(String s) { /* for (int i = 0; i < imgContent.length; i++) { imgByteToWrite.add(imgContent[i]); } imgByteToWrite.add(0x0a); imgByteToWrite.add(0x0a); for (int j = 0; j < s.length(); j++) { imgByteToWrite.add((int)s.charAt(j)); } imgByteToWrite.add(0x0a); int len = 0x1fe; int curSize = imgByteToWrite.size(); for (int k = 0; k < len - curSize; k++) { imgByteToWrite.add(0); } //0x1fe-0x1f: 0x55, 0xaa //0x200-0x203: f0 ff ff imgByteToWrite.add(0x55); imgByteToWrite.add(0xaa); imgByteToWrite.add(0xf0); imgByteToWrite.add(0xff); imgByteToWrite.add(0xff); */ readKernelFromFile("boot.bat"); int len = 0x168000; int curSize = imgByteToWrite.size(); for (int l = 0; l < len - curSize; l++) { imgByteToWrite.add(0); } } public void makeFllopy() { try { DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream("system.img")); for (int i = 0; i < imgByteToWrite.size(); i++) { out.writeByte(imgByteToWrite.get(i).byteValue()); } } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { OperatingSystem op = new OperatingSystem("hello, this is my first line of my operating system code"); op.makeFllopy(); } }
运行后 得到了一个 system.img
将其导入到VitrualBox中 运行
