Linux(ubuntu)下30天自制os学习引导，第１天(1)(汇编语言,写入u盘,qemu启动u盘）

今天的内容比较多，因为要学习的linux方面的基础内容比较多

主要是学习linux下面的开发软件工具的使用。主要有下面几个工具要学习：

1：qemu工具（这个工具启动操作系统的虚拟机，与我们在win下面vmware是一样的东东）

2：dd工具（这个工具功能无比强大，读写u盘的扇区就靠它了）

3：mount and umount工具（用这个工具来挂载一个具有文件系统的存储介质或是文件）

4：学习写简单的makefile文件

任务不少，现在开始吧！跟上脚步啊！现从512字节的扇区程序开始（注意本博文的意图是通过这本书，使读者具有使用Linux做程序开发基本能力，不会过多的讲30os这本书上已经有的内容）

1:下面是512字节bootstrap的汇编程序：

hello for you
jmp  entry
db 0x00
db  "helloOSX"
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  "myosudisk  "
db  "fat12   "
resb 18


entry:
db 0xb8,0x00,0x00,0x8e,0xd0,0xbc,0x00,0x7c
db 0x8e,0xd8,0x8e,0xc0,0xbe,0x74,0x7c,0x8a
db 0x04,0x83,0xc6,0x01,0x3c,0x00,0x74,0x09
db 0xb4,0x0e,0xbb,0x0f,0x00,0xcd,0x10,0xeb
db 0xee,0xf4,0xeb,0xfd

db 0x0a,0x0a
db "hello,today,you are crazy"
db 0x0a
db 0x00

times 510-($-$$) db 0x00
db 0x55,0xaa

上面的程序中的新东西：jmp,db,dw,dd,address label, times 510-($-$$) db 0x00,
启动介质标志：0xaa55 分别要存放在 第511字节,和第512字节

如果没有这个启动标志：0xaa55 ,bios程序就会认为这个u盘或是软盘能不能够启动的。

结果就是下图的情况：no bootable device

<img src="http://img.blog.csdn.net/20140524201734046?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvY2hlcmlzaHNpcg==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center&quot; width="800">

2:有了上面的512字节的启动程序后，就需要用nasm工具，將汇编编译成x86cpu能识别的机器码了。看懂下面的命令应该是没有问题的。

nasm boot.asm -o  boot.img  

3：此时就可以用qemu来运行这个boot.img启动程序了，但是这个程序不是一完成的软盘镜像，不过qemu并不关心这一点。一样是可以运行的。

qemu -drive file=boot.img,if=floppy  

4:可是这个文件的大小只有512字节，软盘不是非常大吧，所以要真正的把这个boot.img变成软盘镜像文件，还需要用到dd命令

80个柱面，cylinder
18个扇区，sector
2个磁头，head
2x80x18x512bytes=80x18kbytes=1440kB

 上面是软盘的大小的计算方法，chs的结构，还是非常简单的，不要想复杂了。
 下面的的命令把boot.img这个512字节的程序变成1440x1024Bytes的软盘镜像：

dd if=/dev/zero of=boot.img seek=1 count=2879  

上面的命令的作用是用0x00来填充boot.img这个文件，填充的时候seek=1表示，跳过boot.img的第1个512字节， 需要填充多少个0呢？我们知道一个软盘的总大小是2880个扇区。小学计算题，自己算吧。而刚才跳过了1个扇区（512字节），所以只需要2879个扇区填充0就ok了.下面是软盘的填充示意图，这样我们的boot.img文件就变成了一个真正意义上的软盘镜像。

<img src="http://img.blog.csdn.net/20140524203933906?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvY2hlcmlzaHNpcg==/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center&quot; width="400">

5：只要把上面的boot.img这个文件，用dd命令写到软盘上面，我们就做好了一个启动盘,可是现在买不到软盘了，没关系，你有u盘吧。那就找一个 u盘吧。然后写到u盘上去。

sudo dd if=boot.img of=/dev/sdb  

注意 ：上面的/dev/sdb是你的u盘的盘符，不懂？出门左拐，看上一篇博文，有教你如何知道你的u盘的盘符。

6：写到u盘上了，那么我们就可以关了电脑，从u盘启动了。快试试吧！可不可不关电脑从u盘启动？当然可以的，qemu这个神奇的虚拟机已经支持直接从u盘启动了。使用下面的命令：

sudo qemu   -drive file=/dev/sdb,if=floppy  

这样qemu就会读取u盘上的第一个扇区的内容，把u盘当成floppy启动了。因为大家大部分人只有一台电脑，这样在后面开发中，就可以直接用qemu测试从u盘启动的情况。而不用经常关机测试从u盘启动了。

7：好吧，说了这么多。下面讲一下，將boot.img这个带有fat12文件格式的文件，挂载成一个loop盘的命令

sudo mount -t msdos -o loop,fat=12   boot.img /mnt  

这样就可以把boot.img 挂载到 /mnt目录了， 大家可以用 df命令看看，现在已经把boot.img这个文件当成了一个存储介质进行了mount,然后就可以通过cp命令，给这个虚拟的软盘复制文件进去了。

8：最后讲讲makefile文件吧，make工具是一个为了让我们的工作更容易的工具。

因为后面的开发过程中，经常都需要输入dd,mount,qemu,nasm 这些命令，会觉得很麻烦.所以需要一个工具，来帮我们智能的做这些固定的事情。make工具就可以解决这些问题。

make工作原理：

• 当你在当前命令行中输入make命令时，make工具就会在当关的目录中寻找一个称为makefile的文件，这个文件里面放的命令，就是我们经常要输入的命令，但是我们又不想自己重复的输入相同的命令，那就把这些命令放到makefile文件吧。

用例子来说明问题：

1:比如我们在开发过程中，经常要改变boot.asm这个文件，而我们不想一次又一次的输入nasm boot.asm -o boot.img 这样的命令。

2:那么我们只需要在makefile这个文件中，输入下面的内容后保存

boot:
    nasm boot.asm -o  boot.img

3: 然后在命令行中输入make boot， 这样make工具，就会自动的运行属于boot:这一部分的命令。(注意：boot:换行后要输入tab键，然后再输入后面的命令），上面是make工具的基本工作过程，有了这个基础后，你就可以使用make工具来管理你的项目了。

4:还有一个问题，如果我们没有改变boot.asm这个文件，然后输入make boot这个命令，是不是也会运行nasm后面的命令？是的！但是这样是不合理的啊！因为我们的汇编程序是没有改变的，所以我们不需要重新编译。怎么解决，很简单！只需要加一点点就ok了。

boot.img:boot.asm
    nasm boot.asm -o  boot.img

5: 上面就是make工具所利用的依赖关系： 只有当boot.asm被修改了，才会运行后面的命令.

实际上就是永远保证boot.img这个文件是最新的。一旦发现boot.asm的修改时间比boot.img 还要新，就会运行后面的命令。来生成更加新的boot.img这个文件，这种机制对于后面文件非常多时，是非常省时间的，你不需要因为更必了一个 源文件，而重新编译所有的源代码。

6: 下面把我写的简单的makefile文件的内容贴上来，供大家参考：

src=hello.asm
bootstrap=boot.img

 
boot.img:hello.asm
    nasm $(src) -o  $(bootstrap) 
fat12:
    @dd if=/dev/zero of=$(bootstrap) seek=1 count=2879 >> /dev/zero
    @ls -al $(bootstrap)

loop:fat12
    -sudo umount /mnt
    sudo mount -t msdos -o loop,fat=12   $(bootstrap) /mnt 


run:boot fat12
    qemu-system-i386  -drive file=$(bootstrap),if=floppy

runusb:
    sudo qemu   -drive file=/dev/sdb,if=floppy

考虑到后面需要同时编辑的文件会比较多，所以cherishsir推荐大家使用codeblock进行代码的编辑工作。

安装： sudo  apt-get install codeblocks

好了！第1天的学习引导就到这里，下次再见，有问题记得加群交流哦！

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