《一个64位操作系统的设计与实现》第一部分第二部分环境搭建和boot引导程序

May. 15, 2020

这次也没什么营养，主要是先把环境搭起来，然后试着跑一下boot引导。

书上给的环境是CentOS6，编译安装bochs。我在Ubuntu上编译，如我所预料的各种报错，烦不胜烦，干脆用apt安装

sudo apt-get install bochs

Intel x64 体系结构寄存器集

书中的BootLoader部分用Intel汇编语言编写。先简单说一下寄存器部分，内容参考自Introduction x64 Assembly，暂时只用到通用寄存器。

8比特为一字节，16比特位一个字，32比特为一个双字，64比特是一个4字，128比特是一个双八字。小端字节序。

如图，前8个寄存器（RAX,RBX,RCX,RDX,RBP,RSI,RDI,RSP）和后8个寄存器（R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15）

寄存器的命名

前八个寄存器：来自简书

RAX Accumulator Register 累加器
RBX Base Register 基寄存器
RCX Counter Register 计数寄存器
RDX Data Register 数据寄存器
RSI Source Index
RDI Destination Index
RBP Base Pointer
RSP Stack Pointer

对于前8个寄存器

将开头的R替换为E，访问低32bits （如RAX->EAX）；

对于RAX、RBX、RCX、RDX寄存器，

去掉开头的R，访问低16bits （如RAX->AX）；
在访问16bits的基础上，将X替换为L（如AX->AL）访问低8bits，也就是最低的一字节

64-bit register	Lower 32 bits	Lower 16 bits	Lower 8 bits
rax	eax	ax	al
rbx	ebx	bx	bl
rcx	ecx	cx	cl
rdx	edx	dx	dl
rsi	esi	si	sil
rdi	edi	di	dil
rbp	ebp	bp	bpl
rsp	esp	sp	spl
r8	r8d	r8w	r8b
r9	r9d	r9w	r9b
r10	r10d	r10w	r10b
r11	r11d	r11w	r11b
r12	r12d	r12w	r12b
r13	r13d	r13w	r13b
r14	r14d	r14w	r14b
r15	r15d	r15w	r15b

安装Bochs

看到Bochs的图表，猛然会想起从前在安卓手机上跑win95的搞机的日子……

先试一下编译安装，环境是Ubuntu 20.04，新装的需要先安装gcc和g++

sudo apt-get install g++ gcc

从bochs官网上下载源码: Bochs，链接在页面最底下的TAR file containing source code (5158k)，下载完后解压，进入解压得到的文件夹。

安装libxrandr和xorg

sudo apt-get install libxrandr-dev
sudo apt-get install xorg-dev

然后需要复制一些文件，不然会出现make: *** No rule to make target 'misc/bximage.cc', needed by 'misc/bximage.o'. Stop.这样的问题。（内容来自原书），

cp misc/bximage.cpp misc/bximage.cc
cp iodev/hdimage/hdimage.cpp iodev/hdimage/hdimage.cc
cp iodev/hdimage/vmware3.cpp iodev/hdimage/vmware3.cc
cp iodev/hdimage/vmware4.cpp iodev/hdimage/vmware4.cc
cp iodev/hdimage/vpc-img.cpp iodev/hdimage/vpc-img.cc
cp iodev/hdimage/vbox.cpp iodev/hdimage/vbox.cc

然后开始着手编译：

编译配置：

./configure --with-x11 --with-wx --enable-debugger --enable-disasm --enable-all-optimizations --enable-readline --enable-long-phy-address --enable-ltdl-install --enable-idle-hack --enable-plugins --enable-a20-pin --enable-x86-64 --enable-smp --enable-cpu-level=6 --enable-large-ramfile --enable-repeat-speedups --enable-fast-function-calls  --enable-handlers-chaining  --enable-trace-linking --enable-configurable-msrs --enable-show-ips --enable-cpp --enable-debugger-gui --enable-iodebug --enable-logging --enable-assert-checks --enable-fpu --enable-vmx=2 --enable-svm --enable-3dnow --enable-alignment-check  --enable-monitor-mwait --enable-avx  --enable-evex --enable-x86-debugger --enable-pci --enable-usb --enable-voodoo

编译（新安装的Ubuntu需要先安装make）

make
sudo make install

编译完成后，试一下能不能用

apt安装的话，可能存在版本的问题，没法使用书上附带的配置文件，操作上也有些许出入，还是建议编译安装。

编译boot.asm

这一部分照着书上操作，没出现什么问题，运行效果如图

boot.asm

最开始boot.asm的内容很简单，调用BIOS中断服务来显示文字。话说回来，之前学习《计算机组成与设计》的时候，书里也讲汇编，不过是MIPS，但是一直是纸上谈兵。现在有了环境，不管是什么汇编，先把玩一下再说。

简单修改一下，让界面显示AB

感觉后面的内容还是挺难的，得找个时间对着代码好好捋一捋。

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