实验一操作系统的引导

羅莇莈莀芆罿膁实验目的<编辑>

?薆膀袄螄腿蝿蒀熟悉hit-oslab实验环境；

?羁羄薅芈薀袄螇建立对操作系统引导过程的深入认识；

?膃肃蒈肈肄莄螆掌握操作系统的基本开发过程；

?袅蚈袀芃膆袆葿能对操作系统代码进行简单的控制，揭开操作系统的神秘面纱。

螈莈蒃蚄肆芁莃实验内容<编辑>

腿薃蒆芅蝿蒃蒃此次实验的基本内容是：

1.螃肃蒅薀蚃芄羇阅读《Linux内核完全注释》的第6章，对计算机和Linux 0.11的引导过程

进行初步的了解；

2.袅衿膈袂肆膇羁按照下面的要求改写0.11的引导程序bootsect.s

3.聿羀羂薄芇蕿羂有兴趣同学可以做做进入保护模式前的设置程序setup.s。

蒈膂莆蒇莁肂莃改写bootsect.s主要完成如下功能：

1.莂羃蚆袈节膄膈bootsect.s能在屏幕上打印一段提示信息“XXX is booting...”，其中XXX是

你给自己的操作系统起的名字，例如LZJos、Sunix等（可以上论坛上秀秀谁的OS名字最帅，也可以显示一个特色logo，以表示自己操作系统的与众不同。）

螅袆蚀蒂羆莈艿改写setup.s主要完成如下功能：

1.羆芈薁蒄薈肁薁bootsect.s能完成setup.s的载入，并跳转到setup.s开始地址执行。而

setup.s向屏幕输出一行"Now we are in SETUP"。

2.肀螁芆蚈虿蚁芃setup.s能获取至少一个基本的硬件参数（如内存参数、显卡参数、硬盘参

数等），将其存放在内存的特定地址，并输出到屏幕上。

3.羁袃袇蒁袁肅膅setup.s不再加载Linux内核，保持上述信息显示在屏幕上即可。

蚅肇羈肁袆莅袁实验报告<编辑>

芇螀膀蒄蝿荿膁在实验报告中回答如下问题：

1.莈莀芆罿膁芀膃有时，继承传统意味着别手蹩脚。x86计算机为了向下兼容，导致启动过程

比较复杂。请找出x86计算机启动过程中，被硬件强制，软件必须遵守的两个“多此一举”的步骤（多找几个也无妨），说说它们为什么多此一举，并设计更简洁的替代方案。

袄螄腿蝿蒀羅莇评分标准<编辑>

羂薄芇蕿羂袅衿实验提示<编辑>

莆蒇莁肂莃聿羀操作系统的boot代码有很多，并且大部分是相似的。本实验仿照Linux-0.11/boot目录下的bootsect.s和setup.s，以剪裁它们为主线。当然，如果能完全从头编写，并实现实验所要求的功能，是再好不过了。

蚆袈节膄膈蒈膂同济大学赵炯博士的《Linux内核0.11完全注释（修正版V3.0）》（以后简称《注释》）的第6章是非常有帮助的参考，实验中可能遇到的各种问题，几乎都能找到答案。可以在“资料和文件下载”中下载到该书的电子版。同目录中，校友谢煜波撰写的《操作系统引导探究》也是一份很好的参考。

蚀蒂羆莈艿莂羃需要注意的是，oslab中的汇编代码使用as86编译，语法和汇编课上所授稍有不同。

薁蒄薈肁薁螅袆下面将给出一些更具体的“提示”。这些提示并不是实验的一步一步的指导，而是罗列了一些实验中可能遇到的困难，并给予相关提示。它们肯定不会涵盖所有问题，也不保证其中的每个字都对完成实验有帮助。所以，它们更适合在你遇到问题时查阅，而不是当作指南一样地亦步亦趋。本书所有实验的提示都是秉承这个思想编写的。

芆蚈虿蚁芃羆芈Linux 0.11相关代码详解

袇蒁袁肅膅肀螁boot/bootsect.s、boot/setup.s和tools/build.c是本实验会涉及到的源文件。它们的功能详见《注释》的6.2、6.3节和16章。

羈肁袆莅袁羁袃如果使用Windows下的环境，那么要注意Windows环境里提供的build.c是一个经过修改过的版本。Linus Torvalds的原版是将0.11内核的最终目标代码输出到标准输出，由make 程序将数据重定向到Image文件，这在Linux、Unix和Minix等系统下都是非常有效的。但Windows本身的缺陷（也许是特色）决定了在Windows下不能这么做，所以flyfish修改了build.c，将输出直接写入到Image（flyfish是写入到Boot.img文件，我们为了两个环境的一致，

也为了最大化地与原始版本保持统一，将其改为Image）文件中。同时为了适应Windows的一些特殊情况，他还做了其它一些小修改。

膀蒄蝿荿膁蚅肇引导程序的运行环境

芆罿膁芀膃芇螀引导程序由BIOS加载并运行。它活动时，操作系统还不存在，整台计算机的所有资源都由它掌控，而能利用的功能只有BIOS中断调用。

腿蝿蒀羅莇莈莀完成bootsect.s的屏幕输出功能

薀袄螇薆膀袄螄首先来看完成屏幕显示的关键代码如下：

肄莄螆羁羄薅芈 ! 首先读入光标位置

mov a h,#0x03

xor b h,bh

int 0x10

! 显示字符串“LZJos is running...”

mov c x,#25 ! 要显示的字符串长度

mov b x,#0x0007 ! page 0, attribute 7 (normal) mov b p,#msg1

mov a x,#0x1301 ! write string, move cursor

int 0x10

inf_loop:

jmp i nf_loop ! 后面都不是正经代码了，得往回跳呀

! msg1处放置字符串

msg1:

.byte 13,10 ! 换行+回车

.ascii "LZJos is running..."

.byte 13,10,13,10 ! 两对换行+回车

!设置引导扇区标记0xAA55