操作系统相关资料.docx

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1、操作系统相关资料检索:一.基础内容1.1 Linux下编译和运行:1.1 1.44Mb软盘,单个bin文件nasm -f bin test.asm -o test.binbximage创建一个软盘镜像dd if=test.bin of=test.img bs=512 count=l conv=notrunc1.2 nasm基础:1数的表示OxOOabc（十六进制）OOabch（十六进制）001000b（二进制）2 .指示内存加载地址RGorg内存地址操作系统启动时BIOS自动加载第1个扇区的512字节,如果末尾两个字节为AA55那么就运 行扇区的内容,代码自动加载到0x7c00的位置,但段寄存

2、器都置为 , org 0x7c00指在编 译如jmp标号,mov ax,标号等时会自动给偏移地址加上0x7c003 .内存地址转移等指令的大小限定如:mov byte ds:edizah4 .$和$ : $指当前行的地址,$指程序加载时的地址5.BITS预编译指令编写的引导程序默认为16位环境BITS 16运行在16位存储器上BITS 32运行在32位存储器上6.SECTI0N预编译指令SECTION可以自定义,同名的SECTION按先后顺序组织在起如:SECTION ,sl67.寄存器置。:使用:xor ax,ax速度更快1.3 引导扇区:1 .需要加载到0x7c00位置,指令。rg 0x7

3、c002 .引导扇区大小为512byte ,末尾两个字节为0xaa551.4 32位文本模式显存操作:1 .显存蜘B8000 -C7FFF , E殳长度为10000H2 .显示80行,25列3 .内存格式位:字符(byteO ) KRGBKRGB(背景色,前景色,K控制闪 烁)(bytel)二.保护模式2.1 实模式到保护模式的期齬2.1.1 实模式到保护模式的图炼专基本过程1准备GDT 2.用Igdt加载gdtr 3.关中断4.打开A20 5.置crO的PE位6.跳转进入保护 模式2.1.2 GDT(Global Descriptor Table)用来提供段式存储机制GDT结构:byte7b

4、yte6byte5byte4byte3byte2bytelbyteO段基址2属性等段基址1段界限1byte6- byte5 的结构byte6byte576543210765432GD/B0AVL段界限2PDPLsTYPEP:存在位,P=1表示段在内存中存在;P=0表示段在内存中不存在DPL :描述符特权级。特权级可以是、1、2或3。数字越小特权级越大S :指明描述符时数据段/代码段描述符(S=l)还是系统/门描述符(S=O)TYPE:TYPE 值数据段和代码段描述符系统段和门描述符0只读1只读,已访问可用286Tss2读/写LDT3读Z写,已访问忙的286Tss4只读,向下扩展286调用门5只

5、读,向下扩展,已访问任务门6读房,向下扩展286中断门7读得,向下扩展,已访问286陷阱门8只执行9只执行,已访问可用386TssA执行/读B执行/读,已访问忙的386TssC只执行,一致码段386调用门D只执行一致码段已访问E执行/读,一致码段386中断门F执行/读,一致码段,已访问386陷阱门G:段界限粒度,G=0时为lbyte , G=1时为4kbD/B位:在可执行代码段描述符中,这一位叫做D位。D=1时,在默认情况下指令使用32位地 址及32位或8位操作数;D=0时,在默认情况下使用16位地址及16位操作数在向下扩展数据段描述符中,这一位叫做B位。B=1时,段的上部界限为4GB ; B

6、=0 时,段的上部界限为64KB-在描述堆栈段的描述符中,这一位叫B位。B=1时,隐式堆栈访问指(push,pop,call) 使用32位堆栈指针寄存器esp ; D=0时,隐式堆栈访问指令使用16位堆栈指针寄存器sp。 AVL:保留位,供操作系统使用一致与非一致特权级:低高特权级:高低同特权级适用代码一致代码段YesNoYes不访问保护的资源和某些类型的异常处理的系统代码非一致代码段NoNoYes避免低特权级的程序访问而被保护起来的系统代码数据段NoYesYes2.1.3 Selector（选择子）1514131211109876543210描述符索引TIRPL个描述符占用空间为8 ,可用要

7、用GDT内存位置与初始GDT相减得到TLRPL为的选择子把选择子移到段寄存器中,可以访问相应的数据2.1.4 GDTPtr用于加载GDT的结构,内存结构为byte5byte4byte3byte2bytelbyteOGDT基址GDT界限2.1.5 加载GDT:lgdt GDTPtr2.1.6 关闭中断:cli2.1.7 打开地址线:in al,92hor al,010bout 92h,al2.1.8 切换到保护模式把crO寄存器的第一2.1.9 保护模式示例;EnterProtectMode;进入保护模式,并输出HELL；GDT描述符格式指令,3个参数依次为:段基址 （32位）段界限（20位）属

8、性（16位）%macro Descriptor 3dw %2 & OFFFFhdw %1 & OFFFFhdb （%116） &OFFhdw （%28） & OFOOh | %3 & OFOFFhdb （%l24）&0FFh%endmacroT立置1org 07c00hjmp CODE16_BEGIN；GDT全局描述符表GDT_LABEL: Descriptor 0,0,0 ;空GDTGDT_DESC_CODE32:Descriptor0,SectionCode32Len-l,4098hGDT_DESC_VIDEO:Descriptor0B8000h,0ffffh,92h;GDTPtrcliG

9、DTLen equ $-GDT_LABELGDTPtr: dw GDTLen-1ddO;打开地址线A20 in ax,92h;Selectoror ax,10bSelectorCode32equout 92h,axGDT_DESC_CODE32-GDT_LABELSelectorVideoequmov eax,crOGDT_DESC_VIDEO-GDT_LABELor eax,l mov crO,eaxsection .sl6bits 16jmp dword SelectorCode32:0CODE16_BEGIN:mov ax,cssection .s32mov ds,axbits 32mo

10、v ss,axCODE32,BEGIN:mov es,axmov ax,SelectorVideomov gs,ax;初始化 GDTCode32mov edi,0xor eax,eaxmov al,Hmov ax,csmov ah,lfhshl eax,4mov gs:edi,axadd eax,CODE32_BEGINadd edi,2mov word GDT_DESC_CODE32+2,axmov al；Eshr eax,16mov gs:edi,axmov byte GDT_DESC_CODE32+4,aladd edi,2mov byte GDT_DESC_CODE32+7,ahmov

11、 al/Lmov gs:edi,ax初始化GDTPtradd edi,2xor eax,eaxmov al,Lmov ax,csmov gs:edi,axshl eax,4add edi,2add eax,GDT_LABELmov al,Omov dword GDTPtr+2,eaxmov gs:edi,ax jmp $;加载 GDTPtrIgdt GDTPtrSectionCode32Len equ $-CODE32_BEGIN;关中断三、引导扇区制作3.1 FAT 12 格式1.44MB软盘共有2880个扇区 格式如下扇区号内容0引导扇区1-9FAT110-18FAT219-?根目录区?

12、-28779数据区FAT12引导扇区格式:名称偏移长度内容示例BSJmpBoot03个段跳转指令Jmp LABEL_START nopBS_OEMName38厂商名BPB_BytesPerSec112每扇区字节数0x200BPB_SecPerClus131每簇扇区数0x1BPB_RsvdSecCnt142Boot记录占用多少 扇区0x1BPB_NumFATs161共有多少FAT表0x2BPB_RootEntCnt172根目录最大文件数0xE0BPB_TotSecl6192扇区总数0xB40BPB_Media211介质描述符OxFOBPB_FATSzl6222每FAT扇区数0x9BPB_SecP

13、erTrk242每磁道扇区数0x12BPB_NumHeads262磁头数0x2BPB_HiddSec284隐藏扇区数0BPB_TotSec32324如果 BPB_TotSecl6 为0.这个值记录扇 区数0BS_DrvNum361中断13的驱动器号0BS_Reservedl371BS_BootSig381扩展引导标记 (29h)0x29BS_VblID394卷序列号BS.VblLab4311卷标4OrangeS0.02,BS_FileSysType548文件系统类型TAT 12,引导代码及其它62448引导代码、数据及 填充字符结束标志51020xAA550xAA55目录条目(Director

14、yEntry)结构:名称偏移长度描述DIR_Name0OxB文件名8字节,扩展名3字节DIR_AttrOxB1文件属性保留位OxC10保留位DIR_WrtTime0x162最后一次写入时间DIR_WrtDate0x182最后一次写入日期DIR_FstClusOxlA2开始簇号,第一个簇号为2DIR_FileSizeOxlC4文件大小FAT 项(FATEntry)：个FAT项包含12位,表示文件的下个簇号,如果值大于或等于OxFF8表示当前簇为文 本的最后个簇,如果值为OxFF7,表示它是个坏簇3.2读取软盘读取软盘使用13h中断复位软驱:ah=00d上驱动器号(0表示A盘)从磁盘将数据读入es:bx指向的缓冲区中:ah=02h al=要读扇区数ch=柱面(磁道)号 Cl=起始扇区号dh=磁头号dl=驱动器号(0表示A盘)es:bx-数据缓存区 1.44MB软盘有2磁头，每面有80个磁道(0-79),每个磁道有18个扇区(1-18)相关量的计算:设0扇区号每磁道的扇区数的商，R为余数则磁道号=Q1,磁头号为Q&1,扇区号为R+1