BootLoader test with VirtualOS

00.BootLoader/BootLoader.asm

@@ -5,13 +5,31 @@ SECTION .text
 
 jmp 0x07C0:START
 
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;   MINT64 OS에 관련된 환경 설정 값
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+TOTALSECTORCOUNT:   dw  1024    ; 부트 로더를 제외한 MINT64 OS 이미지의 크기
+                                ; 최대 1146 섹터(0x8F400byte)까지 가능
+
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;   코드 영역
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 START:
 	mov ax, 0x07C0
 	mov ds, ax
 	mov ax, 0xB800
 	mov es, ax
 
-	mov si,	0
+	; 스택을 0x0000:0000~0x0000:FFFF 영역에 64KB 크기로 생성
+    mov ax, 0x0000  ; 스택 세그먼트의 시작 어드레스(0x0000)를 세그먼트 레지스터 값으로 변환
+    mov ss, ax      ; SS 세그먼트 레지스터에 설정
+    mov sp, 0xFFFE  ; SP 레지스터의 어드레스를 0xFFFE로 설정
+    mov bp, 0xFFFE  ; BP 레지스터의 어드레스를 0xFFFE로 설정
+
+	;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+	; 화면을 모두 지우고, 속성값을 녹색으로 설정
+	;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+	mov si,	0		; SI 레지스터(문자열 원본 인덱스 레지스터)를 초기화
 
 .SCREENCLEANLOOP:
 	mov byte [ es: si], 0
@@ -24,11 +42,175 @@ START:
 
 	jl .SCREENCLEANLOOP
 
-	mov si, 0
-	mov di, 0
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 화면 상단에 시작 메시지를 출력
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    push MESSAGE1               ; 출력할 메시지의 어드레스를 스택에 삽입
+    push 0                      ; 화면 Y 좌표(0)를 스택에 삽입
+    push 0                      ; 화면 X 좌표(0)를 스택에 삽입
+    call PRINTMESSAGE           ; PRINTMESSAGE 함수 호출
+    add  sp, 6                  ; 삽입한 파라미터 제거
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; OS 이미지를 로딩한다는 메시지 출력
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    push IMAGELOADINGMESSAGE    ; 출력할 메시지의 어드레스를 스택에 삽입
+    push 1                      ; 화면 Y 좌표(1)를 스택에 삽입
+    push 0                      ; 화면 X 좌표(0)를 스택에 삽입
+    call PRINTMESSAGE           ; PRINTMESSAGE 함수 호출
+    add  sp, 6                  ; 삽입한 파라미터 제거
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 디스크에서 OS 이미지를 로딩
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 디스크를 읽기 전에 먼저 리셋
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+
+RESETDISK:                          ; 디스크를 리셋하는 코드의 시작
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; BIOS Reset Function 호출
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 서비스 번호 0, 드라이브 번호(0=Floppy)
+    mov ax, 0
+    mov dl, 0
+    int 0x13
+    ; 에러가 발생하면 에러 처리로 이동
+    jc  HANDLEDISKERROR
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 디스크에서 섹터를 읽음
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 디스크의 내용을 메모리로 복사할 어드레스(ES:BX)를 0x10000으로 설정
+    mov si, 0x1000                  ; OS 이미지를 복사할 어드레스(0x10000)를
+                                    ; 세그먼트 레지스터 값으로 변환
+    mov es, si                      ; ES 세그먼트 레지스터에 값 설정
+    mov bx, 0x0000                  ; BX 레지스터에 0x0000을 설정하여 복사할
+                                    ; 어드레스를 0x1000:0000(0x10000)으로 최종 설정
+
+    mov di, word [ TOTALSECTORCOUNT ] ; 복사할 OS 이미지의 섹터 수를 DI 레지스터에 설정
+
+
+READDATA:                           ; 디스크를 읽는 코드의 시작
+    ; 모든 섹터를 다 읽었는지 확인
+    cmp di, 0               ; 복사할 OS 이미지의 섹터 수를 0과 비교
+    je  READEND             ; 복사할 섹터 수가 0이라면 다 복사 했으므로 READEND로 이동
+    sub di, 0x1             ; 복사할 섹터 수를 1 감소
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; BIOS Read Function 호출
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    mov ah, 0x02                        ; BIOS 서비스 번호 2(Read Sector)
+    mov al, 0x1                         ; 읽을 섹터 수는 1
+    mov ch, byte [ TRACKNUMBER ]        ; 읽을 트랙 번호 설정
+    mov cl, byte [ SECTORNUMBER ]       ; 읽을 섹터 번호 설정
+    mov dh, byte [ HEADNUMBER ]         ; 읽을 헤드 번호 설정
+    mov dl, 0x00				        ; 읽을 드라이브 번호(0=Floppy) 설정
+    int 0x13                            ; 인터럽트 서비스 수행
+    jc HANDLEDISKERROR                  ; 에러가 발생했다면 HANDLEDISKERROR로 이동
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 복사할 어드레스와 트랙, 헤드, 섹터 어드레스 계산
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    add si, 0x0020      ; 512(0x200)바이트만큼 읽었으므로, 이를 세그먼트 레지스터
+                        ; 값으로 변환
+    mov es, si          ; ES 세그먼트 레지스터에 더해서 어드레스를 한 섹터 만큼 증가
+
+    ; 한 섹터를 읽었으므로 섹터 번호를 증가시키고 마지막 섹터(18)까지 읽었는지 판단
+    ; 마지막 섹터가 아니면 섹터 읽기로 이동해서 다시 섹터 읽기 수행
+    mov al, byte [ SECTORNUMBER ]       ; 섹터 번호를 AL 레지스터에 설정
+    add al, 0x01                        ; 섹터 번호를 1 증가
+    mov byte [ SECTORNUMBER ], al       ; 증가시킨 섹터 번호를 SECTORNUMBER에 다시 설정
+    cmp al, 19					        ; 증가시킨 섹터 번호를 마지막 섹터 번호와 비교
+    jl  READDATA                        ; 섹터 번호가 마지막 섹터 이하라면 READDATA로 이동
+
+
+    ; 마지막 섹터까지 읽었으면 헤드를 증가시키고, 섹터 번호를 1로 설정
+    xor byte [ HEADNUMBER ], 0x01       ; 헤드 번호를 1 증가
+    mov byte [ SECTORNUMBER ], 0x01     ; 섹터 번호를 다시 1로 설정
+
+
+	; 만약 헤드가 1 -> 0으로 바뀌었으면 양쪽 헤드를 모두 읽은 것이므로 아래로 이동하여
+	; 트랙 번호를 1 증가
+	cmp byte [ HEADNUMBER ], 0x00		; 헤드 번호 0x00과 비교
+	jne READDATA						; 헤드 번호가 0이 아니면 READDATE로 이동
+
+	; 트랙을 1증가 시킨 후 다시 섹터 읽기로 이동
+	add byte [ TRACKNUMBER ], 0x01      ; 트랙 번호를 1 증가
+    jmp READDATA                        ; READDATA로 이동
+
+
+READEND:
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; OS 이미지가 완료되었다는 메시지를 출력
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    push LOADINGCOMPLETEMESSAGE     ; 출력할 메시지의 어드레스를 스택에 삽입
+    push 1                          ; 화면 Y 좌표(1)를 스택에 삽입
+    push 20                         ; 화면 X 좌표(20)를 스택에 삽입
+    call PRINTMESSAGE               ; PRINTMESSAGE 함수 호출
+    add  sp, 6                      ; 삽입한 파라미터 제거
+
+ 	;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; 로딩한 가상 OS 실행
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+	jmp 0x1000:0x0000
+
+
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;   함수 코드 영역
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+; 디스크 에러를 처리하는 함수
+HANDLEDISKERROR:
+    push DISKERRORMESSAGE   ; 에러 문자열의 어드레스를 스택에 삽입
+    push 1                  ; 화면 Y 좌표(1)를 스택에 삽입
+    push 20                 ; 화면 X 좌표(20)를 스택에 삽입
+    call PRINTMESSAGE       ; PRINTMESSAGE 함수 호출
+
+    jmp $                   ; 현재 위치에서 무한 루프 수행
+
+
+; 메시지를 출력하는 함수
+;   PARAM: x 좌표, y 좌표, 문자열
+PRINTMESSAGE:
+    push bp         ; 베이스 포인터 레지스터(BP)를 스택에 삽입
+    mov bp, sp      ; 베이스 포인터 레지스터(BP)에 스택 포인터 레지스터(SP)의 값을 설정
+                    ; 베이스 포인터 레지스터(BP)를 이용해서 파라미터에 접근할 목적
+
+    push es         ; ES 세그먼트 레지스터부터 DX 레지스터까지 스택에 삽입
+    push si         ; 함수에서 임시로 사용하는 레지스터로 함수의 마지막 부분에서
+    push di         ; 스택에 삽입된 값을 꺼내 원래 값으로 복원
+    push ax
+    push cx
+    push dx
+
+    ; ES 세그먼트 레지스터에 비디오 모드 어드레스 설정
+    mov ax, 0xB800              ; 비디오 메모리 시작 어드레스(0x0B8000)를
+                                ; 세그먼트 레지스터 값으로 변환
+    mov es, ax                  ; ES 세그먼트 레지스터에 설정
+
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; X, Y의 좌표로 비디오 메모리의 어드레스를 계산함
+    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+    ; Y 좌표를 이용해서 먼저 라인 어드레스를 구함
+    mov ax, word [ bp + 6 ]     ; 파라미터 2(화면 좌표 Y)를 AX 레지스터에 설정
+    mov si, 160                 ; 한 라인의 바이트 수(2 * 80 컬럼)를 SI 레지스터에 설정
+    mul si                      ; AX 레지스터와 SI 레지스터를 곱하여 화면 Y 어드레스 계산
+    mov di, ax                  ; 계산된 화면 Y 어드레스를 DI 레지스터에 설정
+
+    ; X 좌료를 이용해서 2를 곱한 후 최종 어드레스를 구함
+    mov ax, word [ bp + 4 ]     ; 파라미터 1(화면 좌표 X)를 AX 레지스터에 설정
+    mov si, 2                   ; 한 문자를 나타내는 바이트 수(2)를 SI 레지스터에 설정
+    mul si                      ; AX 레지스터와 SI 레지스터를 곱하여 화면 X 어드레스를 계산
+    add di, ax                  ; 화면 Y 어드레스와 계산된 X 어드레스를 더해서
+                                ; 실제 비디오 메모리 어드레스를 계산
+
+    ; 출력할 문자열의 어드레스
+    mov si, word [ bp + 8 ]     ; 파라미터 3(출력할 문자열의 어드레스)
+
 
 .MESSAGELOOP:
-	mov cl, byte [ si + MESSAGE1 ]
+	mov cl, byte [ si ]
 
 	cmp cl, 0
 	je .MESSAGEEND
@@ -41,11 +223,32 @@ START:
 	jmp .MESSAGELOOP
 
 .MESSAGEEND:
-	jmp $
-
+	pop dx      ; 함수에서 사용이 끝난 DX 레지스터부터 ES 레지스터까지를 스택에
+    pop cx      ; 삽입된 값을 이용해서 복원
+    pop ax      ; 스택은 가장 마지막에 들어간 데이터가 가장 먼저 나오는
+    pop di      ; 자료구조(Last-In, First-Out)이므로 삽입(push)의 역순으로
+    pop si      ; 제거(pop) 해야 함
+    pop es
+    pop bp      ; 베이스 포인터 레지스터(BP) 복원
+    ret         ; 함수를 호출한 다음 코드의 위치로 복귀
+
+
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;   데이터 영역
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+; 부트 로더 시작 메시지
 MESSAGE1:	db 'OS BootLoader Start!!', 0
+DISKERRORMESSAGE:       db  'DISK Error~!!', 0
+IMAGELOADINGMESSAGE:    db  'OS Image Loading!!!!######', 0
+LOADINGCOMPLETEMESSAGE: db  'Complete!! Congratuation!!', 0
+
+; 디스크 읽기에 관련된 변수들
+SECTORNUMBER:           db  0x02    ; OS 이미지가 시작하는 섹터 번호를 저장하는 영역
+HEADNUMBER:             db  0x00    ; OS 이미지가 시작하는 헤드 번호를 저장하는 영역
+TRACKNUMBER:            db  0x00    ; OS 이미지가 시작하는 트랙 번호를 저장하는 영역
 
 times 510 - ($ - $$)	db	0x00
 
-db 0x55
-db 0xAA
+db 0x55			; 1바이트를 선언하고 값은 0x55
+db 0xAA			; 1바이트를 선언하고 값은 0xAA
+                ; 어드레스 511, 512에 0x55, 0xAA를 써서 부트 섹터로 표기함

01.Kernel32/VirtualOS.asm

@@ -0,0 +1,106 @@
+[ORG 0x00]
+[BITS 16]
+
+SECTION .text
+
+jmp 0x1000:START
+
+SECTORCOUNT:	dw	0x0000		; 실행 중인 섹터 번호를 저장
+
+TOTALSECTORCOUNT:	equ	1024 	; 가상 OS의 총 섹터 수
+
+
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;   코드 영역
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+START:
+	mov ax, cs
+	mov ds, ax
+	mov ax, 0xB800				; 비디오 메모리 어드레스인 0x0B8000을 레지스터 값으로
+	mov es, ax
+
+	;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+	; 화면을 모두 지우고, 속성값을 녹색으로 설정
+	;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+	%assign i	0				; i라는 변수를 지정하고 0으로 초기화
+	%rep TOTALSECTORCOUNT		; TOTALSECTORCOUNT 저장된 값만큼 아래 코드를 반복
+		%assign i	i + 1		; 증가
+
+		; 현재 실행 중인 코드가 포c된 섹터의 위치를 화면 좌표로 변환
+		mov ax, 2				; 한 문자를 나타내는 바이트수 를 레지스터에 저장
+		mul word [ SECTORCOUNT ]; 레지스터와 섹터 수를 곱함
+		mov si, ax				; 곱한 결과를 저장
+
+		; 계산된  결과를 비디오 메모리에 오프셋으로 삼아 세 번째 라인부터 0을 출력
+		mov byte [ es: si + (160 * 2)], '0' + ( i % 10)
+		add word [ SECTORCOUNT ], 1	; 섹터 수 증가
+
+		; 마지막 섹터이면 더 수행할 섹터가 없으므로 무한 루프 수행, 그렇지 않으면 다음 섹터로
+		%if i == TOTALSECTORCOUNT
+			jmp $
+
+		%else
+			jmp ( 0x1000 + i * 0x20): 0x000	; 다음 섹터 오프셋으로 이동
+
+		%endif
+
+		times (512 - ( $ - $$) % 512)	db 0x00	; $: 현재 라인의 어드레스
+												; $$: 현재 섹션(.text)의 시작 어드레스
+												; 512 - ( $ - $$) % 512: 현재부터 어드레스 512 까지
+												; db 0x00: 1바이트를 선언하고 값은 0x00
+												; 즉, 현재 위치에서 어드레스  512까지 0x00으로 채움
+	%endrep
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

01.Kernel32/makefile

@@ -0,0 +1,7 @@
+all: VirtualOS.bin
+
+VirtualOS.bin: VirtualOS.asm
+	nasm -o VirtualOS.bin VirtualOS.asm
+
+clean:
+	rm -f VirtualOS.bin