oslab oranges 一个操作系统的实现实验一

实验目的：

搭建基本实验环境，熟悉基本开发与调试工具

对应章节：第一、二章

实验内容：

1.认真阅读章节资料

2.在实验机上安装virtualbox，并安装ubuntu

3.安装ubuntu开发环境，32位环境

4.下载bochs源码，编译并安装bochs环境

5.使用bochs自带工具bximage创建虚拟软驱

6.阅读、编译boot.asm，并反汇编阅读

7.修改bochsrc，运行并调试你的第一个程序：

删除AA55，观察程序效果，找出原因

修改程序中输出为，一个任意长度的打印字符串，调试程序

把生成的可执行文件反汇编，并设置断点进行调试，打印过程

回答：为什么要对段寄存器进行赋值

回答：如何在该程序中调用系统中断

实验环境：

VMwareWorkstationPro 15.5.0

Ubuntu 12.04.5 desktop i386 32位

bochs 2.6.9

关键技术：

Bochs的使用，主要在于反汇编与单步调试

汇编代码的理解

Makefile的使用

实验步骤：

1.在实验机上安装virtualbox，并安装ubuntu开发环境，32位环境

在官网下载VMware Workstation Pro 15.5.0并安装

在http://mirrors.163.com/ubuntu-releases/，下载：32位Ubuntu，12.04LTS

之后在VMware Workstation Pro中利用ubuntu iso文件安装虚拟机

并安装vmwaretools工具

结果如图：

2.下载bochs源码，编译并安装bochs环境

（1）首先Bochs下载：bochs 2.6.9

http://bochs.sourceforge.net/getcurrent.html

下载完毕后复制到ubuntu

（2）安装必要环境

先修改ubuntu源

修改ubuntu源方法：

http://mirrors.163.com/.help/ubuntu.html

deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise main universe restricted multiverse
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise main universe restricted multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-security universe main multiverse restricted
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-security universe main multiverse restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-updates universe main multiverse restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-proposed universe main multiverse restricted
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-proposed universe main multiverse restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-backports universe main multiverse restricted
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-backports universe main multiverse restricted
deb-src http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-updates universe main multiverse restricted

之后安装必要环境

sudo apt-get install g++

sudo apt-get install build-essential

Sudo apt-get install libgtk2.0-dev

Sudo apt-get install bison

Sudo apt-get install libx11-dev

libxrandr-dev

libsdl1.2-dev

vgabios

/*bximage*/

（3）之后安装bochs

$tar vxzf bochs-2.6.9.tar.gz

$cd bochs-2.6.9

$./configure --enable-debugger --with-sdl --enable-disasm --enable-readline LIBS='-lX11'

$make

$sudo make install

输入命令bochs

如下图，说明安装成功

3.使用bochs自带工具bximage创建虚拟软驱

控制台输入bximage即可

注意创建的a.img位于Home

4.阅读、编译boot.asm，并反汇编阅读

（1）阅读boot.asm

Boot.asm相当于写了一个引导程序

CPU通过CS：IP寄存器中的内容找到要执行的代码片段所在的实际物理内存地址

Mov ax ,cs

Mov ds ，ax

Mov es，ax

相当于给定代码段和数据段，和附加段基地址。

之后DispStr调用10h 13号中断展示BootMessage字符串，规定的展示位置，字体颜色等等。

之后BootMessage db “...”定义了字符串

Times 510 -（$-$$） db 0 计算需要多少字节0才能填充剩余0，使得从开头到当前，再加填充的0构成510字节

最后dw 0Xaa55 定义最后两字节为aa55。共512字节,最后两字节为aa55，固为引导程序。

org 规定程序起始地址为07c00h

cs 代码段寄存器，

ds 数据段寄存器

es 附加段寄存器

bp 基址

ES 段地址 BP偏移地址

cx，ax，bx 数据寄存器

ah ax高8位，al ax低8位

dl dx 低8位

db 定义字节变量

Int interrupt

dw定义字类型变量

mov a，b 将b值赋给a

Jmp $ 表示死循环

$表示当前地址，表示当前行被汇编后的地址。

$$表示节的开始处被汇编后的地址

引导程序
BIOS将所检查启动磁盘的第一个扇区512字节载入内存，放于内存0x0000:0x07c00处。
如果第一扇区最后两个字节是AA55，那么它就是一个引导程序。

引导程序特点
大小是512字节，不能多也不能少，因为BIOS只读取512B到内存中。
它结尾必须是55AA，这是引导扇区标志。
它总是放在磁盘第一个扇区上（0磁头0此道1扇区）因为BIOS只读取第一个扇区。