编写一个简朴的引导加载步伐(bootloader)
编写一个简朴的引导加载步伐(bootloader)通常用于嵌入式系统或自定义操作系统。这里,我将为你提供一个基于x86架构的简朴汇编语言 bootloader 示例。这个 bootloader 将会在启动时打印一条消息到屏幕上。使用 NASM 汇编器来编写这个 bootloader,并将其链接成可引导的磁盘镜像文件。
代码实现
bootloader.asm
section .text
org 0x7c00 ; BIOS loads the bootloader at this memory address
start:
mov si, welcome_msg ; Load the address of the message into SI register
call print_string ; Call the print_string function
jmp $ ; Infinite loop to halt the system
print_string:
lodsb ; Load byte from into AL and increment SI
or al, al ; Check if AL is zero (end of string)
jz done ; If zero, jump to done
mov ah, 0x0e ; BIOS teletype function
int 0x10 ; Call BIOS interrupt 10h
jmp print_string ; Repeat until end of string
done:
ret ; Return from function
welcome_msg db 'Welcome to My Bootloader!', 0
times 510-($-$$) db 0 ; Pad with zeros to make the file 510 bytes long
dw 0xaa55 ; Magic number for bootable disk
解释
[*]org 0x7c00: 这行指令告诉 NASM 编译器,天生的呆板码应该从内存地址 0x7c00 开始。这是 BIOS 加载 bootloader 的标准位置。
[*]start:: 步伐的入口点。
[*]mov si, welcome_msg: 将接待消息字符串的地址加载到 SI 寄存器中。
[*]call print_string: 调用 print_string 函数来打印字符串。
[*]jmp $: 无限循环,防止步伐继续实行到未定义的内存区域。
[*]print_string:: 定义了一个函数来打印字符串。
[*]lodsb: 从 地址处加载字节到 AL 寄存器,并递增 SI。
[*]or al, al: 查抄 AL 是否为零(字符串竣事符)。
[*]jz done: 如果 AL 为零,则跳转到 done 标签。
[*]mov ah, 0x0e: 设置 AH 寄存器为 0x0e,这是 BIOS 中断 10h 的字符输出功能。
[*]int 0x10: 触发 BIOS 中断 10h 来表现字符。
[*]jmp print_string: 重复直到字符串竣事。
[*]done:: 字符串打印完成后返回。
[*]ret: 返回调用者。
[*]welcome_msg db 'Welcome to My Bootloader!', 0: 定义了接待消息字符串。
[*]times 510-($-$$) db 0: 填充剩余空间以使整个扇区到达 510 字节。
[*]dw 0xaa55: 写入引导扇区的魔数 0xaa55,体现这是一个有效的引导扇区。
构建和运行
你必要安装 NASM 汇编器来编译这个步伐。如果你还没有安装 NASM,可以通过以下命令安装:
在 Ubuntu 上:
sudo apt-get install nasm
在 macOS 上:
brew install nasm
然后,按照以下步调构建和运行 bootloader:
[*] 编译汇编代码:
nasm -f bin bootloader.asm -o bootloader.bin
[*] 创建一个虚拟磁盘镜像并写入 bootloader:
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=512 count=2880
dd if=bootloader.bin of=disk.img conv=notrunc
[*] 使用 QEMU 启动虚拟磁盘镜像:
qemu-system-i386 -fda disk.img
这将会打开一个 QEMU 窗口,并表现 “Welcome to My Bootloader!” 的消息。
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