从零实现一个操作系统-day4-5

在软盘中安装grub

昨天在这一步出了点问题，很难受，今天来解决一下
我发现问题可能跟我使用的是腾讯云的vps有关，后来我换了一台vultr的centos的vps之后就没问题了，接着昨天的
用loop0把floppy.img虚拟成块设备

sudo losetup /dev/loop0 floppy.img

进入grub命令行

sudo grub

然后输入下面的命令

device (fd0) /dev/loop0
root (fd0)
setup (fd0)

然后解除loop0和floppy.img的关联，解除挂载

sudo losetup -d /dev/loop0
sudo umount /mnt/kernel

现在软盘镜像就做好了，不过还没有内核，先来测试一下

qemu -fda floppy.img -boot a

看到grub的菜单界面就成功了

注意:如果用的是vps，那么ssh客户端一定要支持x11，不然虚拟机运行不了，因为虚拟机需要图形化界面，今天grub命令行和x11花了我大量的时间，摸索Google了半天，总算解决了2333，所以昨天就没更新bolg，内容太少了233

内核的入口

boot/boot.s

; ----------------------------------------------------------------
;
; boot.s -- 内核从这里开始
;
; ----------------------------------------------------------------

; Multiboot 魔数，由规范决定的
MBOOT_HEADER_MAGIC equ 0x1BADB002

; 0 号位表示所有的引导模块将按页(4KB)边界对齐
MBOOT_PAGE_ALIGN equ 1 << 0

; 1 号位通过 Multiboot 信息结构的 mem_* 域包括可用内存的信息
; 告诉(把内存空间的信息包含在信息结构中GRUBMultiboot)
MBOOT_MEM_INFO equ 1 << 1

; 定义我们使用的 Multiboot 的标记
MBOOT_HEADER_FLAGS equ MBOOT_PAGE_ALIGN | MBOOT_MEM_INFO

; 域是一个位的无符号值，当与其他的域checksum32magic也就是(和magicflags)
; 相加时，要求其结果必须是位的无符号值32 0 即(magic+flags+checksum = 0)
MBOOT_CHECKSUM equ -(MBOOT_HEADER_MAGIC+MBOOT_HEADER_FLAGS)

; 符合规范的Multiboot OS 映象需要这样一个 magic Multiboot 头
; Multiboot 头的分布必须如下表所示：
; ----------------------------------------------------------
; 偏移量类型域名备注
;
; 0 u32 magic 必需
; 4 u32 flags 必需
; 8 u32 checksum 必需
;
; 我们只使用到这些就够了，更多的详细说明请参阅 GNU 相关文档
;-----------------------------------------------------------

;-----------------------------------------------------------------------------

[BITS 32] ; 所有代码以 32-bit 的方式编译
section .text ; 代码段从这里开始

; 在代码段的起始位置设置符合 Multiboot 规范的标记

dd MBOOT_HEADER_MAGIC ; GRUB 会通过这个魔数判断该映像是否支持
dd MBOOT_HEADER_FLAGS ; GRUB 的一些加载时选项，其详细注释在定义处
dd MBOOT_CHECKSUM ; 检测数值，其含义在定义处

[GLOBAL start] ; 向外部声明内核代码入口，此处提供该声明给链接器
[GLOBAL glb_mboot_ptr] ; 向外部声明 struct multiboot * 变量
[EXTERN kern_entry] ; 声明内核 C 代码的入口函数

start:
cli ; 此时还没有设置好保护模式的中断处理，要关闭中断
; 所以必须关闭中断
mov esp, STACK_TOP ; 设置内核栈地址
mov ebp, 0 ; 帧指针修改为 0
and esp, 0FFFFFFF0H ; 栈地址按照字节对齐16
mov [glb_mboot_ptr], ebx ; 将 ebx 中存储的指针存入全局变量
call kern_entry ; 调用内核入口函数
stop:
hlt ; 停机指令，可以降低 CPU 功耗
jmp stop ; 到这里结束，关机什么的后面再说

;-----------------------------------------------------------------------------

section .bss ; 未初始化的数据段从这里开始
stack:
resb 32768 ; 这里作为内核栈
glb_mboot_ptr: ; 全局的 multiboot 结构体指针
resb 4

STACK_TOP equ $-stack-1 ; 内核栈顶，$ 符指代是当前地址

;-----------------------------------------------------------------------------

上面这段是汇编的代码，分号后面的是注释
7-22行定义了Multiboot规范要用到的一些值，Multiboot定义的Multiboot 头的分布必须如下表所示:

偏移量 类型 域名 备注
0  u32  magic  必需
4  u32  flags  必需
8  u32  checksum  必需
12  u32  header_addr  如果flags[16]被置位
16  u32  load_addr  如果flags[16]被置位
20  u32  load_end_addr  如果flags[16]被置位
24  u32  bss_end_addr  如果flags[16]被置位
28  u32  entry_addr  如果flags[16]被置位
32  u32  mode_type  如果flags[2]被置位
36  u32  width  如果flags[2]被置位
40  u32  height  如果flags[2]被置位
44  u32  depth  如果flags[2]被置位

这里只用到了前三个，MBOOT_HEADER_MAGIC 就是标志头的魔数，必须等于0x1BADB002
MBOOT_HEADER_FLAGS 就是flag，一共32位，不同位置1有不同的含义，这里将0和1位置1了，代表的意义在注释上
MBOOT_CHECKSUM 就是checksum ，域checksum是一个32位的无符号值，当与其他的magic域（也就是magic和flags）相加时，结果必须是32位的无符号值0（即magic + flags + checksum = 0）。
43-45行定义了这三个数为32位，即4字节
51行的start就是链接器脚本定义的内核入口函数
start干的事情就是关中断，设置栈，然后将grub提供的信息的指针放到全局变量里面((按照协议，GRUB把一些计算机硬件和我们内核文件相关的信息放在了一个结构
体中，并且将这个结构体指针放在了ebx寄存器中)
最后调用c语言写的函数kern_entry，这个函数返回后就是hlt待机了
65行到最后定义了未初始化的一些空间，定义了栈大小为32768字节，glb_mboot_ptr指针为4字节，定义了栈顶的地址

init/entry.c

汇编写完了，现在可以来写c语言啦

int kern_entry()
{
	return 0;
}

这个就是上面汇编调用的c的函数，函数啥也没干233

include/types.h

#ifndef INCLUDE_TYPES_H_
#define INCLUDE_TYPES_H_

#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif

#ifndef TRUE
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#endif

typedef unsigned int uint32_t;
typedef int int32_t;
typedef unsigned short uint16_t;
typedef short int16_t;
typedef unsigned char uint8_t;
typedef char int8_t;

#endif // INCLUDE_TYPES_H_

这个就是做了一些宏定义，并且把c语言的一些类型名字做了重命名
现在的目录结构是这样的:

现在我们来启动试试看

make 
make qemu

先看到grub的菜单，然后选择操作系统之后就啥也不干了，毕竟我们啥也没写233
今天就先结束了，成完成了一个啥也不做的内核2333