文章目錄

• • 1 匯編實現
  • • 1.1 匯編實現
    • 1.2 使用nasm編譯器進行編譯
  • 2 利用java生成軟盤文件
  • • 2.1 利用java生成軟盤文件的代碼如下

1 匯編實現

1.1 匯編實現

匯編代碼如下：

org 0x7c00;entry:mov ax, 0mov ss, axmov ds, axmov es, axmov si, msgputloop:mov al, [si]add si, 1cmp al, 0je finmov ah, 0x0emov bx, 15int 0x10jmp putloopfin:HLTjmp finmsg:DB 0x0a, 0x0adb "hello, world"db 0x0adb 0

上面的匯編代碼主要是設置了一些初始化數據，然后調用bios中斷，將某個緩沖區中的字符打印到屏幕上，然后進入一個死循環。代碼段的詳細解釋如下：

/* org 的意思是origin, 中文意思是“起始，起源，” org 后面的7c00 是物理內存地址，假設物理內存是一個byte類型 的大數組，例如byte[] memory, 如果你有2 G內容，換算成字節就是2097152， 也就相當于memory數組有2097152字 節，于是當虛擬機上電，然后new一塊內存 byte[] memory = new byte[2097152]. org 0x7c00 的意思是將本匯編 編譯后的二進制數據從memory[0x7c00]處寫入memory. */ org 0x7c00;/* jmp entry 中的jmp 其實就是c語言中的語句goto, jmp entry 其實是讓cpu跳轉到entry 處，執行entry下面的代 碼，如果entry是一個函數名字的話，jmp entry 相當于調用entry函數，類比于java就是函數調用：entry(); */ jmp entry// 下面的代碼一直到RESB 18這行代碼是可以直接刪除的，我這里之所以放在這里是為了記錄一下匯編知識點 /* jmp entry 對應的機器代碼，長度是3字節，那么db 0x90 的意思就是 memory[0x7c00+3] = 0x90, 也就是說db 0x90 實際上做的是賦值操作，db 0x90 表示將給定位置處的一個字節賦予數值0x90, 賦值的內存位置就在0x7c00+3處。 */ db 0x90 /* DB 和 db 是同一個意思， 那么DB “OSKERNEL” 意思是，strcpy(memory + 0x7c00 + 3 + 1, “OSKERNEL”); 也就 是把”OSKERNEL”這個字符串拷貝到內存0x7c00 + 3 + 1 處， 3是什么意思呢，3就是jmp entry 編譯成二進制代碼后 的數據長度， 1 就是db 0x90 所所賦值的那個字節的長度。DW 跟DB是一個意思， DB 是將數據賦值給一個字節，由于 一個字節只有8位，那么賦值給這個字節的數據大小不能超過256， 512大于256，所以需要兩個字節才能存儲512這個數 據，DD 0xFFFFFFFF 就是把0xFFFFFFFF存儲到四個字節長的內存中， 語句RESB 18 表示把接下來的18個字節的內存全 部初始化為0，轉換為java代碼就類似于: byte[] block = new byte[18]; for (int i = 0; i < 18; i++) { block[i] = 0; } */ DB "OSKERNEL" DW 512 DB 1 DW 1 DB 2 DW 224 DW 2880 DB 0xf0 DW 9 DW 18 DW 2 DD 0 DD 2880 DB 0,0,0x29 DD 0xFFFFFFFF DB "MYFIRSTOS " DB "FAT12 " RESB 18entry: /* 先做的是初始化一系列寄存器，寄存器其實相當于java程序中，我們定義的變量，ax 是一個2字節長的寄存器， mov ax, 0是把數值0放入到ax寄存器中，類比于java 就是: char ax = 0; char類型的數據在java中是兩個字節長，跟寄存器ax的長度一樣，類似的，語句： mov ss, ax 相當于java的 char ss = ax; 后面的語句意思類推。 */mov ax, 0mov ss, axmov ds, axmov es, ax /* 我們要注意看語句 mov si, msg. msg 相當于一段內存， msg: DB 0x0a, 0x0a db “hello, world” db 0x0a 就類似于 C 語言中的char* msg = “\n\nhello,world\n”. 字符’\n’的ascii值就是0xa.mov si, msg 就相當于把msg內存的起始地址放入到寄存器si里。如果用C語言做類比，那么就相當于： char* si = msg; */mov si, msgputloop: /* mov al, [si] [si]表示讀取si存儲的內存地址處的一個字節長度的信息， mov al, [si] ,把該字節的數據存儲到寄存器al 中，ax是兩個字節長度的寄存器，這樣ax就可以分解成兩部分，第一 部分就對應于al, 第二部分就對應于ah, 也就是al, ah合起來就是ax, 對應于C語言就相當于 char ax[2], al 表示的是ax[0], ah 表示的就是 ax[1], mov al, [si], 轉換成C語言就是 char al = *si; */mov al, [si] /* add si, 1 表示將寄存器si中的數值加1，也就相當于C語言的 si++; */add si, 1 /* cmp al, 0 表示將al寄存器中的數據跟0比較，看al中的值是否等于0 */cmp al, 0 /* je fin 中的 je 表示 jump if equal, 也就是如果al 的值確實等于0，那么就跳轉到fin所表示的代碼處去執行，轉 換成C語言就是 ： if (al == 0) { goto fin } */je fin/* mov ah, 0xe 就是把0xe賦值給寄存器 ah, mov bx ,15 同理。接下來要調用一個中斷，中斷其實就是一個函數調用， 我們在寫c語言或java程序時，往往需要調用一些系統庫函數，例如printf, 或java的System.out.print. 中斷就是 bios提供給匯編語言的庫函數，這些庫函數都放入到一個數組里，int 0x10 意思是在庫函數數組中取出第0x10個庫函 數，然后執行該庫函數的代碼。我們知道，函數調用時需要傳遞參數，那么調用bios提供的函數時，怎么傳遞參數呢，做法是，把需要傳遞的參數放入到 指定的寄存器中，例如想要在屏幕上輸出字符，那么bios提供的編號為0x10的庫函數可以實現這個功能，同時按規定， 要把寄存器ah設置為0x0e, 把要輸出的字符的ascii值放入到寄存器al, 同時要把寄存器設bh的值設置成0，字符的顏色 可以通過寄存器bl的值來設定。看起來相當麻煩，這是由于我們做的是非常底層的編程，所以麻煩也就不可避免。 */mov ah, 0x0emov bx, 15int 0x10jmp putloop /* 于是代碼片段： putloop: mov al, [si] add si, 1 cmp al, 0 je fin mov ah, 0x0e mov bx, 15 int 0x10 jmp putloop就相當于C語言： do { char al = *si; si++; if (al == 0) { goto fin }printf(“%c”, al); } while(true); *//* hlt 表示 halt, 也就是讓cpu進入休眠狀態，如果此時我們點擊一下鍵盤，或動一下鼠標，那么cpu就被喚醒，然后執行hlt后面的語句: jmp fin 也就是跳轉到fin開始處去執行，也就是進入了死循環。 */ fin:HLTjmp finmsg:DB 0x0a, 0x0adb "hello, world"db 0x0adb 0

1.2 使用nasm編譯器進行編譯

nasm boot.asm -o boot.bat 。

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2 利用java生成軟盤文件

2.1 利用java生成軟盤文件的代碼如下

import java.io.DataOutputStream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.util.ArrayList;public class OperatingSystem {private ArrayList<Integer> imgByteToWrite = new ArrayList<Integer>();private void readKernelFormatFile(String fileName){File file = new File(fileName);FileInputStream in = null;try{in = new FileInputStream(file);int val = 0;while ((val = in.read()) != -1){imgByteToWrite.add(val);}in.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();return;}// 當前代碼之后至510字節全部寫0int len = 510;int curlen = imgByteToWrite.size();for (int i=curlen; i<len; i++){imgByteToWrite.add(0);}// 第511、512字節為磁盤主引導扇區的有效標志，必須為0x55、0xaaimgByteToWrite.add(0x55);imgByteToWrite.add(0xaa);//imgByteToWrite.add(0xf0);//imgByteToWrite.add(0xff);//imgByteToWrite.add(0xff);}public OperatingSystem(String fileName) {readKernelFormatFile(fileName);// 1.44MB大小的軟盤int len = 0x168000;int curSize = imgByteToWrite.size();for (int i=curSize; i<len; i++) {imgByteToWrite.add(0);}}public void makeFllopy() {try {DataOutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream("system.img"));for (int i = 0; i < imgByteToWrite.size(); i++) {out.writeByte(imgByteToWrite.get(i).byteValue());}} catch (Exception e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}public static void main(String[] args) {OperatingSystem op = new OperatingSystem("boot.bat");op.makeFllopy();} }

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參考資料：

Linux操作系統, 構建自己的內核

總結

以上是生活随笔為你收集整理的用java和汇编开发一个Hello World系统内核的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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