Cyber Bird

OS自作、2日目です。試験中なのは秘密
2日目は結構楽だったので、まとめていきます。

実は、IPLを読み込む位置がうまくいかず、バイナリを解読してたんですが…

まずはソースコードをGAS用に変換します。

.code16
.text
	jmp entry

	.byte 0x90
	.ascii "HELLOIPL"	# ブートセクタの名前
	.word 512		# 1セクタの大きさ
	.byte 1			# クラスタの大きさ
	.word 1			# FATがどこから始まるか
	.byte 2			# FATの個数
	.word 224		# ルートディレクトリのサイズ
	.word 2880		# このドライブの大きさ
	.byte 0xf0		# メディアのタイプ
	.word 9			# FAT領域の長さ
	.word 18		# 1トラックにいくつのセクタがあるか
	.word 2			# ヘッドの数
	.int 0			# 必ず0
	.int 2880		# ドライブのサイズ
	.byte 0, 0, 0x29
	.int 0xffffffff		# ボリュームシリアル番号
	.ascii "HELLO-OS   "	# ディスクの名前
	.ascii "FAT12   "	# フォーマットの名前
.skip 18, 0x00			# 18バイト空ける

# プログラム本体
entry:
	movw $0, %ax		# レジスタ初期化
	movw %ax, %ss
	movw $0x7c00, %sp
	movw %ax, %ds
	movw %ax, %es
	
	movw $msg, %si
putloop:
	movb (%si), %al
	addw $1, %si
	cmpb $0, %al
	je fin
	movb $0x0e, %ah		# 一文字表示BIOSコール
	movw $15, %bx		# カラーコード
	int $0x10		# ビデオBIOS呼び出し
	jmp putloop
fin:
	hlt
	jmp fin

.data
msg: .string "Hello, world!\n"

まずは、コメントがついてなかったので、すべてつけました。
今回はちょっとずつGASのソースも解説していきます。

1行目.code16ディレクティブは、16bit用のバイナリを吐きます。
.byte、.word、.int、.ascii、.skipは前回説明したので省略。

26行目からプログラム本体です。
mov命令に"w"や"b"とついていますが、GASではオペランドが2バイト(16bit)なら"w"を、
1バイト(8bit)なら"b"を命令のあとにつけることになってます。
ちなみに、4バイト(32bit)なら"l"、8バイト(64bit)なら"q"です。
あと、GASではデフォルトではAT&T記法なので、Intel記法のアセンブラと
ソースオペランドとデスティネーションオペランドが逆になっているのに注意。

(例) AT&T：movw $0, %ax　→ Intel：mov ax, 0

33行目でmsgのアドレスをsiレジスタに入れていますが、
ラベルのアドレスをレジスタにぶち込むときは"$"をつける。

35行目、siレジスタの数値をアドレスをして利用するときは
nasmでは[](大括弧)でくくるが、GASでは()(中括弧)でくくる。
※これはアドレッシングモードという使い方だが、厳密な説明は省く

48行目で.stringディレクティブをつかっているが、これと.asciiの違いは
「最後に自動で"\0"が入るかどうか」だけ。
.stringなら、勝手にヌルバイトが入る。

あとはOS自作本通りの説明です。

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このIPLのソースだけでは、OS自作本にあるように0x7c00にロードしたり
できません。最後の0x55AAも消しましたし、1440KBまで埋めるような記述もありません。

まずは、リンカスクリプトを拡張します。

OUTPUT_FORMAT("binary");
IPLBASE = 0x7c00;

SECTIONS {
	. = IPLBASE;
	.text	: {*(.text)}
	.data	: {*(.data)}
	. = IPLBASE + 510;
	.sign	: {SHORT(0xaa55)}
}

2行目に、IPLBASEという変数を定義します。
リンカスクリプトは、3行目から始まるSECTIONSコマンドで、バイナリを制御できます。
詳しいことはあまり触れませんので、興味があったらこちらをどうぞ。

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さて、それではMakefileを作ります。

IMG=os.img
IPL=ipl.bin

all : ipl.s
	make ipl
	make img
	make run

os.img : $(IPL)
	mformat -f 1440 -C -B $(IPL) -i $(IMG) ::

ipl.bin : ipl.s ipl.ls
	gcc ipl.s -nostdlib -Tipl.ls -o $(IPL)

run : $(IMG)
	qemu -m 32 -localtime -vga std -fda $(IMG)

ipl :;	make ipl.bin
img :;	make os.img

ファイル名は以下のようになっています。
IPLのソース：ipl.s
リンカスクリプト：ipl.ls
OSイメージ：os.img

OSイメージを作る時に、mformatコマンドを用いています。
これで1440KBまで埋めます。

また、QEMUに新しいオプションを色々つけています。
-m：RAMのサイズ(MB単位)
-localtime：ホストの時刻をゲストに設定する
-vga：VGAグラフィックスカードを設定する(stdで標準)

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これで準備は整いました。

$ make run



前回と何の変化もありませんが、できました。
3日目はちょっと大変なんですよね。頑張ります。