用as86编写主引导程序

实验环境：Ubuntn 14.04、bin86-0.16.17、VirtualBox-4.3.34、Bochs-2.4.6

1. 安装软件

# 安装as86和ld86
sudo apt-get install bin86
# 安装VirtualBox
sudo apt-get install virtualbox
# 安装Bochs
sudo apt-get install bochs
# 安装Bochs-x，否则启动虚拟机时会产生下面错误信息：
# Event type: PANIC Device: [ ] Message: dlopen failed for
# module 'x': file not found
sudo apt-get install bochs-x
# 安装Bochs的另一种显示方案SDL，否则启动虚拟机时会产生下面错误信息：
# bochs-biin: symbol lookup error:
# /usr/lib/bochs/plugins/libbx_x.so: undefined symbol:
# XpmCreatePixmapFromData
# 使用SDL显示方案后，在虚拟机配置文件bochsrc中需要增加一行：
# display_library: sdl
sudo apt-get install bochs-sdl

2. 编写主引导程序源代码

    BOOTSEG = 0x07c0
    entry     start
start:
    jmpi    go, BOOTSEG
go:
    mov     ax, cs
    mov     dx, ax
    mov     es, ax
    mov     [msg+17], ah
    mov     cx, #20
    mov     dx, #0x1004
    mov     bx, #0x000c
    mov     bp, #msg
    mov     ax, #0x1301
    int     0x10
loop0:
    jmp     loop0
msg:
    .ascii    "Loading system..."
    .byte     0x0d, 0x0a, 0x00
    .org      510
    .word     0xaa55

该程序的作用是在屏幕上用红色显示字符串“Loading system...”。源代码中没有分段，所有代码和数据存放在一个段中。entry指令用于指定程序的入口指令，这里不是必须的，只是为了消除链接器ld86报告错误信息。注意，不要用Emacs编辑源代码，否则as86可能会产生错误信息。

3. 编译主引导程序

as86 -0 -o boot.o boot.s

-0选项：生成16位代码。
-o选项：输出的目标文件名。

4. 链接主引导程序

ld86 -0 -d -s -o boot boot.o

-0选项：生成具有16位魔数的文件头。
-d选项：截去a.out格式32字节的文件头。
-s选项：移除所有符号。
-o选项：输出文件名。

5. 制作启动软盘镜像文件

# boot.img文件只包含主引导程序的一个扇区
dd if=boot of=boot.img bs=512 count=1
# 在boot.img文件第一个扇区之后追加2879个扇区，构成完整的1.44MB软盘镜像文件
dd if=/dev/zero of=boot.img seek=1 bs=512 count=2879

6. 用VirtualBox运行主引导程序

(1) 新建一个虚拟机
(2) 为虚拟机添加软盘：设置 > 存储 > 添加一个新的控制器到存储树的结尾 > 添加软盘控制器 > 添加虚拟软驱 > 选择磁盘 > 选定boot.img

(3) 设置启动顺序：单击系统 > 将软驱设置为第一个启动设备

(4) 单击”启动“按钮启动虚拟机。

7. 用Bochs运行主引导程序

(1) 编写虚拟机配置文件bochsrc

megs: 4
romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest
floppya: 1_44=boot.img, status=inserted
boot: floppy
log: bochsout.txt
mouse: enabled=0
cpu: ips=15000000
display_library: sdl

(2) 启动虚拟机

bochs -f bochsrc

运行效果如下图所示：

8. 参考文献

[1] 《Linux内核完全剖析——基于0.12内核》
[2] bochs安装一系列问题
[3] 自制操作系统：引导扇区的实现