OS自作入門 onLinux 2日目
OS自作、2日目です。試験中なのは秘密
2日目は結構楽だったので、まとめていきます。
実は、IPLを読み込む位置がうまくいかず、バイナリを解読してたんですが…
==== まずはソースコードをGAS用に変換します。
.code16
.text
jmp entry
.byte 0x90
.ascii "HELLOIPL" # ブートセクタの名前
.word 512 # 1セクタの大きさ
.byte 1 # クラスタの大きさ
.word 1 # FATがどこから始まるか
.byte 2 # FATの個数
.word 224 # ルートディレクトリのサイズ
.word 2880 # このドライブの大きさ
.byte 0xf0 # メディアのタイプ
.word 9 # FAT領域の長さ
.word 18 # 1トラックにいくつのセクタがあるか
.word 2 # ヘッドの数
.int 0 # 必ず0
.int 2880 # ドライブのサイズ
.byte 0, 0, 0x29
.int 0xffffffff # ボリュームシリアル番号
.ascii "HELLO-OS " # ディスクの名前
.ascii "FAT12 " # フォーマットの名前
.skip 18, 0x00 # 18バイト空ける
# プログラム本体
entry:
movw $0, %ax # レジスタ初期化
movw %ax, %ss
movw $0x7c00, %sp
movw %ax, %ds
movw %ax, %es
movw $msg, %si
putloop:
movb (%si), %al
addw $1, %si
cmpb $0, %al
je fin
movb $0x0e, %ah # 一文字表示BIOSコール
movw $15, %bx # カラーコード
int $0x10 # ビデオBIOS呼び出し
jmp putloop
fin:
hlt
jmp fin
.data
msg: .string "Hello, world!\n"
まずは、コメントがついてなかったので、すべてつけました。
今回はちょっとずつGASのソースも解説していきます。
1行目.code16ディレクティブは、16bit用のバイナリを吐きます。
.byte、.word、.int、.ascii、.skipは前回説明したので省略。
26行目からプログラム本体です。
mov命令に"w"や"b"とついていますが、GASではオペランドが2バイト(16bit)なら"w"を、
1バイト(8bit)なら"b"を命令のあとにつけることになってます。
ちなみに、4バイト(32bit)なら"l"、8バイト(64bit)なら"q"です。
あと、GASではデフォルトではAT&T記法なので、Intel記法のアセンブラと
ソースオペランドとデスティネーションオペランドが逆になっているのに注意。
(例) AT&T：movw $0, %ax → Intel：mov ax, 0
33行目でmsgのアドレスをsiレジスタに入れていますが、
ラベルのアドレスをレジスタにぶち込むときは"$"をつける。
35行目、siレジスタの数値をアドレスをして利用するときは
nasmでは[](大括弧)でくくるが、GASでは()(中括弧)でくくる。
※これはアドレッシングモードという使い方だが、厳密な説明は省く
48行目で.stringディレクティブをつかっているが、これと.asciiの違いは
「最後に自動で"\0"が入るかどうか」だけ。
.stringなら、勝手にヌルバイトが入る。
あとはOS自作本通りの説明です。
このIPLのソースだけでは、OS自作本にあるように0x7c00にロードしたり
できません。最後の0x55AAも消しましたし、1440KBまで埋めるような記述もありません。
まずは、リンカスクリプトを拡張します。
OUTPUT_FORMAT("binary");
IPLBASE = 0x7c00;
SECTIONS {
. = IPLBASE;
.text : {*(.text)}
.data : {*(.data)}
. = IPLBASE + 510;
.sign : {SHORT(0xaa55)}
}
2行目に、IPLBASEという変数を定義します。
リンカスクリプトは、3行目から始まるSECTIONSコマンドで、バイナリを制御できます。
詳しいことはあまり触れませんので、興味があったらこちらをどうぞ。
さて、それではMakefileを作ります。
IMG=os.img
IPL=ipl.bin
all : ipl.s
make ipl
make img
make run
os.img : $(IPL)
mformat -f 1440 -C -B $(IPL) -i $(IMG) ::
ipl.bin : ipl.s ipl.ls
gcc ipl.s -nostdlib -Tipl.ls -o $(IPL)
run : $(IMG)
qemu -m 32 -localtime -vga std -fda $(IMG)
ipl :; make ipl.bin
img :; make os.img
ファイル名は以下のようになっています。
IPLのソース：ipl.s
リンカスクリプト：ipl.ls
OSイメージ：os.img
OSイメージを作る時に、mformatコマンドを用いています。
これで1440KBまで埋めます。
また、QEMUに新しいオプションを色々つけています。
-m：RAMのサイズ(MB単位)
-localtime：ホストの時刻をゲストに設定する
-vga：VGAグラフィックスカードを設定する(stdで標準)
これで準備は整いました。
$ make run
前回と何の変化もありませんが、できました。
3日目はちょっと大変なんですよね。頑張ります。
