OS Development

При написании операционной системы все обычно начинают с загрузчика. Что такое загрузчик? Это код , который загружает систему при старте. Он должен быть размещен на 1-м секторе (512 байт) загрузочного устройства. Этот сектор загружается биосом в память по физическому адресу 0x0:0x7C0, он же линейный адрес 0x7C00.

После загрузки в память бут-сектор запускается. Первым делом нужно загрузить ядро. Далее :
*включение A20 (доступ ко всей памяти)
*вход в Protected mode (это даст нам 32-битную адресацию)
*инициализация GDT
*инициализация IDT
*инициализация 32-битного стека
*jmp -> kernel



Задачи:
1-enable A20
2-load kernel
3-enter Pmode
4-setup temp GDT
5-setup temp IDT(optional)
6-setup 32bit stack
7-refresh registers
8-jump to kernel

Optional:
-можно скопировать GDT & IDT в память куда подальше

Бутсектор по размеру должен быть в точности 521 байт и его последние 2 байта должны быть 0x55AA.


Asm:

	TIMES 510-($-$$) DB 0
         SIGNATURE DW 0xAA55

20-й гейт - это всего лишь бит в контроллере клавиатуры. Этот бит дает разрешение процессору получить доступ к памяти через 20-битную шину данных.
Для включения нужен доступ к портам 0x64 и 0x60(kbd). Например так :
Список портов клавиатуры:

Нужно заполнить регистры следующими значениями и выполнить .

Теперь вызываем прерывание int 13h.

Перед тем как читать ядро , надо знать его размер.
Пусть например ядро равно 1 килобайту. Это значит , что нужно прочитать 2 сектора , поскольку 1 сектор - 512 байт.

Нужно помнить о том , что если вы за раз читаете более 18 секторов , биос может изменять значения некоторых регистров. Поэтому при каждом чтении порции секторов нужно обнулять все регистры.

Перед переходом в защищенный режим нужно проинициализировать стек.

 Итак мы загрузили ядро.
 Стартовая функция ядра может выглядеть так :
 
 void k_main()
 {
   int num;
   char ch;
   char *str="Kernel Loaded";
   return;
 }
 
  Чтобы вывести сообщение на экран , нам понадобится  Screen I/O. 
 Для этого нужного знать ascii-код выводимого символа и его цвет.
 Для этого есть область памяти начиная с адреса 0xB8000. 
 Для вывода каждого последующего сообщения указатель увеличивается на 2 байта - 
 символ+атрибут.
 
 void _k_main()
 {
   int num;
   char ch;
 
   char *text_video = (char*)0xB8000;
   char attrib = 0x07;
   char *str="Kernel Loaded";
 
   while(*str!=0)
   {
     *text_video = *str;
     *text_video++;
     *text_video = attrib;
     *text_video++;
     *str++;
   }
   return;
 }
 
 
  Очистка экрана - другая простая задача для текстового указателя.
 Для этого просто каждому текстовому символу нужно присвоить нулевое значение.
 
 void clear_screen(char clear_to, char attrib)
 {
   char *text_video = (char*)0xB8000;
   int pos=0;
 
   while(pos<(80*25*2))
   {
     *text_video = clear_to;
     *text_video++;
     *text_video = attrib;
     *str++;
     pos++;
   }
 }
 
 
 Цветовые атрибуты :
 
 -{TEXT COLORS}-
   FG AND BG
   0 = black
   1 = blue
   2 = green
   3 = cyan
   4 = red
   5 = magenta
   6 = brown
   7 = white (standard text color)
   FG ONLY
   8 = dark grey
   9 = bright blue
   10 = bright green
   11 = bright cyan
   12 = pink
   13 = bright magenta
   14 = yellow 
   15 = bright white
   [IBBBFFFF] binary
   I = Intensity (blink)
   B = Background
   F = Foreground
 
 
 Рассмотрим пример :
 0x07 - белый текст на черном фоне .
 Если нам допустим нужен красный цвет на белом фоне , то :
 red = 4 
 white = 7
 Итого получаем -  0x74.
 
 
 Компиляция ядра - сводится к нескольким шагам :
 -{Step by Step}-
 1- компилируем все файлы с расширением  *.c 
 >gcc *.c
 
 2- компилируем все asm-файлы в формат aout (не бинарный) 
 >nasm *.asm -f aout
 
 3- линкуем полученные обьектные файлы в один файл - например в kernel.o
 >ld -T linkscript.ld -o kernel.o a.o b.o c.o
 
 4- компилируем отдельно загрузчик boot.asm и сливаем его в ядро
 >nasm boot.asm
 >copy /b boot.bin+kernel.o kernel.img
 
 5- пишем полученный образ на загрузочное устройство
 >floppyout kernel.img a: -sector 0  -head 0 -track 0
 
 6- ложим загрузочное устройство в микроволновку , 30 секунд - и все готово! 
 +-------------------------+
 | ||===========|| [00:30] |
 | ||           ||  7 8 9  |
 | ||           ||  4 5 6  |
 | ||           ||  1 2 3  |
 | ||           ||  X 0 X  |
 | ||===========|| (start) |
 +-------------------------+
  \_/                   \_/
 
 Надеюсь , у вас хватит юмора опустить 6-й шаг.
 Если нужна дополнительная помощь - пишите.
 
 	

Оставьте свой комментарий !
Ваше имя: Комментарий: Оба поля являются обязательными  Автор   Комментарий к данной статье Михаил Компиляция не пройдет 2012-09-14 15:58:17