白癜风患者的守护天使 https://m.39.net/pf/a_6188257.html相信计算机专业的人都学过操作系统相关的知识，也有很多人安装过操作系统，那么我们在学习相关理论知识的时候，有没有真正动手实践过怎么让机器启动就加载我们的代码并将cpu指令进入内核呢。小子不才，根据网上资料踩坑之后成功运行了操作系统版helloworld，下面是一篇踩坑指南。
环境介绍macbookprom1芯片的机器（该配置无视）parallelsdesktop（虚拟机软件）安装ubuntu20.04.2ARM64虚拟机（内置安装）安装bochs（一款模拟操作系统硬件，cpu的软件）免费
sudoaptupdatesudoaptinstallbuild-essentiallibx11-devxorg-devlibgtk2.0-devwgetsourceforge.net/projects/bochs/files/bochs/2.7/bochs-2.7.tar.gztarzxvfbochs-2.7.tar.gzcdbochs-2.7/./configure--enable-debugger--enable-disasm--enable-debugger-guimakesudomakeinstall#./configure后面的参数便是打开调试功能的开关
安装nasm汇编编译器
aptinstallnasmnasm-v#查看是否安装成功
操作系统启动过程
BIOS阶段
计算机在按下开机键后，首先运行的是BIOS程序，BIOS首先进行加电自检，完成对系统的全面检查。确保核心组件如CPU、主板、内存、串并口、磁盘等正常运行。这一检测经常被称为post或poweronselftest。完成加电自检后，BIOS所做的第二项工作就是设备初始化。然后，BIOS将根据用户所指定的引导次序，按照顺序选择引导设备。在选择了合适的引导设备后，BIOS会把引导设备第一个数据块载入内存，并把执行权移交给它。
引导程序加载阶段
第一个数据块所记载的是主引导记录（MBR），共个字节。包括：引导加载程序（BootLoader）（前个字节，如GRUB等）、磁盘分区表（DPT，DiskPartitionTable）、分区有效性标志（55AA）。引导加载程序负责加载启动硬盘分区中的操作系统。
Linux系统中的引导程序有以下3个作用：
编写合适的内核命令行
装载合适的初始虚拟磁盘（简称initrd）
装载合适的linux内核并移交控制权给它。
引导程序在设计上通常包括两个阶段：第一阶段，第一阶段的引导程序通常很小，适合存放在MBR中（因为只有个字节）。第一阶段引导程序的任务是：定位、装载并把控制权传递给第二个阶段的引导程序，这个程序在文件系统中是看不到的；第二阶段，第二阶段的引导程序通常就是引导程序自身，它在启动时就运行了某种形式的应用程序，能够读取有关默认设置的配置信息。第二阶段引导程序通常是文件系统中可以识别的二进制文件。
内核运行阶段
Linux内核文件都是以压缩格式存放的，在上一步骤成功完成后，Linux内核被加载至内存中，内核文件首先完成自解压，并在ramdisk文件的帮助下，内核拥有了访问磁盘及文件系统等基本设备的驱动程序。随后内核在完成探测可识别的硬件设备并加载相应驱动，以只读方式加载根文件系统等操作后，内核就可以启动位于磁盘上的第一个应用程序init，进而完成系统的初始化。
编写bootloader汇编程序
BIOS由Bochs虚拟机提供，我们接下来写的就是这个字节的引导扇区（MBR）的汇编代码。目前它并不用加载操作系统，我们只让它在屏幕上打印出经典的“helloworld”即可。
汇编代码
org0x07c00movax,csmovds,axmoves,axmovax,Messagemovbp,axmovcx,13movax,0xmovbx,0xmovdh,0movdl,0int0x10jmp$Message
b"Hello,world!"times-($-$$)db0dw0xaa55
代码和数据是按汇编程序的编写顺序依次连续存放到内存的，即上面的程序在0x7c00处开始存放的是org0x07c00的机器指令，在字节最后放的是0xaa55数据。
BIOS程序在把引导程序加载到内存时，同时还创建了中断系统，在物理内存的前1KB空间初始化中断向量表，在物理内存最后KB物理地址空间内保存中断处理程序。cpu运行完BIOS后，物理内存的布局如下：
具体代码的含义可以自学汇编语法，此处我也是刚入门
制作虚拟硬盘
#新建bochs项目目录，随意取名mkdirbochs_project#将上面的代码保存到bochs_project目录HelloWorld.asm#使用汇编编译器nasm将该代码编译为可执行文件nasmboot.asm-oboot.bin#然后在本层目录中创建一个大小为1MB的硬盘镜像文件b.img的命令如下：ddif=/dev/zeroof=b.imgbs=count=#dd是文件拷贝命令，其中：#if=/dev/zero：表示拷贝的源文件的路径,"/dev/zero"是一个特殊的文件，可以提供n个0（n的值等于bs和count参数的积）#of=b.img：表示拷贝的目标文件路径。若不存在，则创建该文件bs=：表示大小，单位为B#count=：表示拷贝的文件的块的数量。#由bs和count参数可知，硬盘镜像文件的大小为：*B=1MB，硬盘镜像文件制作好后，将可执行文件boot.bin拷贝到硬盘镜像文件b.img（硬盘）的引导扇区的命令如下：ddif=boot.binof=b.imgbs=seek=0conv=notrunc#其中：#seek=0：表示把可执行文件boot.bin拷贝到硬盘镜像文件b.img的引导扇区（扇区号为0）。#conv=notrunc：表示不改变目标文件的大小，若没有该选项，则硬盘镜像文件b.img的大小会由1MB变为可执行文件boot.bin的大小B。
这样一个写入了引导程序的“硬盘”就制作好了。
bochs使用
"硬盘”制作好后，要想启动bochs还需要一个配置文件——bochsrc.bxrc。为什么需要配置文件呢？因为你需要告诉bochs你希望的虚拟机是什么样的，比如，内存多大，使用哪个硬盘启动等等。在下载bochs的源码包中有一个.bochsrc，就是官方提供的配置文件示例，我们可以根据这个更改。
cp../bochs-2.7/.bochsrcbochsrc.bxrc#拷贝过来后，编辑这个文件找到以下的参数进行修改romimage
ile=/usr/local/share/bochs/BIOS-bochs-latestvgaromimageile=/usr/local/share/bochs/VGABIOS-lgpl-latestata0-master:type-disk,path="b.img"megs:16cpu:count=1bootisk
其中：
romimage：指定bochs运行过程中使用的ROM-BIOS的路径。
vgaromimage：指定bochs运行过程中使用的VGA的ROM-BIOS的路径。
ata0-master：指定硬盘镜像文件b.img的路径。
megs：指定物理内存的大小，单位为MB。
cpu：指定cpu的个数，1个。这个参数我们只需要count,其他的都可以删掉
boot：指定启动方式，从硬盘启动。
改完这些还是会报错Bochsisnot
