OS自作入門をやる

[tomoyuki-nakabayashi]

基本に立ち返ろう。

30日でできる！OS自作入門（１日目）[Ubuntu16.04/NASM]

上を参考にまず、環境構築する。

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まず、環境(バイナリエディタ、qemu、アセンブラのインストール

sudo apt install ghex
sudo apt install qemu
sudo apt install nasm

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OK。無事動いた。

qemu-system-i386 helloos.img

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hello_os.asmをnasmでアセンブルして動かす。

$ nasm hello_os.asm -o helloos.img
hello_os.asm:22: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
hello_os.asm:39: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
hello_os.asm:46: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
hello_os.asm:48: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing

無事動いた。これで1日目終了。

qemu-system-i386 helloos.img

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Makefileを作る。

30日でできる！OS自作入門（２日目）[Ubuntu16.04/NASM]

↓でバイナリを作って、qemuが走るようになった。

make run

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3日目は難関らしい。気合入れていこう。

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レジスタに色々設定して、BIOS callして、フラグレジスタで結果チェック、みたいな流れが鉄板なんだな。
わかりにくいなぁ～。

[tomoyuki-nakabayashi]

なるほど、勉強になるが、フロッピーとかBIOSだから、もう少し2018年っぽい感じにしたいな。

USBブートで、UEFIとか、やっている人はいるだろうか？

x64 UEFI 対応 OS 自作入門 ～実機で動作する OS を作ってみよう～
はりぼてOSをUEFIで起動する/総集編

[tomoyuki-nakabayashi]

floppyイメージを作るために、↓を参照。

30日でできる！OS自作入門（３日目）[Ubuntu16.04/NASM]

↓が何やっているのか、は調べた方がよいかな？多分、floppyイメージ作っているだけだと思うけど。

mformat -f 1440 -C -B ipl.bin -i haribote.img ::
mcopy haribote.sys -i haribote.img ::

mformatはMS-DOS方式でフォーマットね。
mcopyMS-DOSイメージのコピー。

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今のところ、特に詰まることなく進められている。先駆者が情報公開してくれていて素晴らしい。

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C言語の実行ファイルが、著者オリジナルなのか…。
リンカスクリプトでの回避方法があるようなので、それを使わせてもらう。

https://vanya.jp.net/os/haribote.html#hrb

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なんかちゃんとC言語に飛んでいるのか少し不安が残るな…。

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ああ、pp63で32ビットモードに入るために、100行ほどアセンブラを追加しているのか。

とりあえず、nasmでは、*[INSTRSET "i486p"]*が不要、とのことだったので、asmhead.asmから、該当の行を削除してあげた。

これで、pp72の真っ白の画面表示までできた！

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sprintfを使おうとしたら、エラー。32bit用ライブラリを入れてみるか。希望はあまりないが。

$ make run
make img
make[1]: Entering directory '/home/tomoyuki/work/07.PlayGround/MyPlayGround/MakeOsMyself/day05'
make -r haribote.img
make[2]: Entering directory '/home/tomoyuki/work/07.PlayGround/MyPlayGround/MakeOsMyself/day05'
nasm ipl.asm -o ipl.bin -l ipl.lst
ipl.asm:28: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
ipl.asm:111: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
nasm asmhead.asm -o asmhead.bin -l haribote.lst
asmhead.asm:132: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
asmhead.asm:134: warning: uninitialized space declared in .text section: zeroing
nasm -g -f elf nasmfunc.asm -o nasmfunc.o
nasmfunc.asm:44: warning: label alone on a line without a colon might be in error
nasmfunc.asm:50: warning: label alone on a line without a colon might be in error
nasmfunc.asm:56: warning: label alone on a line without a colon might be in error
gcc -march=i486 -m32 -T har.ld bootpack.c hankaku.c nasmfunc.o -o bootpack.hrb
/usr/bin/x86_64-linux-gnu-ld: skipping incompatible /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/8/libgcc.a when searching for -lgcc
/usr/bin/x86_64-linux-gnu-ld: cannot find -lgcc
/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/8/../../../../lib32/libgcc_s.so.1: error adding symbols: File in wrong format
collect2: error: ld returned 1 exit status
Makefile:17: recipe for target 'bootpack.hrb' failed
make[2]: *** [bootpack.hrb] Error 1
make[2]: Leaving directory '/home/tomoyuki/work/07.PlayGround/MyPlayGround/MakeOsMyself/day05'
Makefile:30: recipe for target 'img' failed
make[1]: *** [img] Error 2
make[1]: Leaving directory '/home/tomoyuki/work/07.PlayGround/MyPlayGround/MakeOsMyself/day05'
Makefile:33: recipe for target 'run' failed
make: *** [run] Error 2

[tomoyuki-nakabayashi]

素直に↓から借りることにする。

http://bttb.s1.valueserver.jp/wordpress/blog/2017/12/17/makeos-5-2/

sprintfできるようになった。
gccだけで同じことをやる方法を調査したいところだが、今は先へ進もう。

[tomoyuki-nakabayashi]

昨日はキーボード割り込みが動くようになった。マウス制御がしばらく続くっぽいので、ぼちぼちやろう。

[tomoyuki-nakabayashi]

マウスを動かすと7F, 81あたりで止まるんだけど、他の人が動かしているのを見てもそうみたいなので、一旦先に進めるかね。

[tomoyuki-nakabayashi]

マウスカーソルの移動が大きいんだよなぁ。なんでだろこれ。

[tomoyuki-nakabayashi]

pp.184
書籍内では、コンパイラの最適化オプションでメモリチェックロジックが消える、とあるが、普通に残っている。
QEMUのメモリサイズはデフォルトで128MBらしく、128MBが検出されている。

https://wiki.archlinux.jp/index.php/QEMU

[tomoyuki-nakabayashi]

アセンブラを出力して確認する。

gcc -c -g bootpack.c
objdump -d -S bootpack.o > bootpack.s

普通にフルでコード吐かれているな。

unsigned int memtest_sub(unsigned int start, unsigned int end) {
   0:	55                   	push   %rbp
   1:	48 89 e5             	mov    %rsp,%rbp
   4:	89 7d dc             	mov    %edi,-0x24(%rbp)
   7:	89 75 d8             	mov    %esi,-0x28(%rbp)
  unsigned int i, *p, old, pat0 = 0xaa55aa55, pat1 = 0x55aa55aa;
   a:	c7 45 ec 55 aa 55 aa 	movl   $0xaa55aa55,-0x14(%rbp)
  11:	c7 45 f0 aa 55 aa 55 	movl   $0x55aa55aa,-0x10(%rbp)
  for (i = start; i <= end; i += 0x1000) {
  18:	8b 45 dc             	mov    -0x24(%rbp),%eax
  1b:	89 45 e8             	mov    %eax,-0x18(%rbp)
  1e:	eb 75                	jmp    95 <memtest_sub+0x95>
    p = (unsigned int*)(i + 0xffc);
  20:	8b 45 e8             	mov    -0x18(%rbp),%eax
  23:	05 fc 0f 00 00       	add    $0xffc,%eax
  28:	89 c0                	mov    %eax,%eax
  2a:	48 89 45 f8          	mov    %rax,-0x8(%rbp)
    old = *p;
  2e:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  32:	8b 00                	mov    (%rax),%eax
  34:	89 45 f4             	mov    %eax,-0xc(%rbp)
    *p = pat0;
  37:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  3b:	8b 55 ec             	mov    -0x14(%rbp),%edx
  3e:	89 10                	mov    %edx,(%rax)
    *p ^= 0xffffffff;
  40:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  44:	8b 00                	mov    (%rax),%eax
  46:	f7 d0                	not    %eax
  48:	89 c2                	mov    %eax,%edx
  4a:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  4e:	89 10                	mov    %edx,(%rax)
    if (*p != pat1) {
  50:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  54:	8b 00                	mov    (%rax),%eax
  56:	39 45 f0             	cmp    %eax,-0x10(%rbp)
  59:	74 0f                	je     6a <memtest_sub+0x6a>
not_memory:
  5b:	90                   	nop
  5c:	eb 01                	jmp    5f <memtest_sub+0x5f>
      *p = old;
      break;
    }
    *p ^= 0xffffffff;
    if (*p != pat0) {
      goto not_memory;
  5e:	90                   	nop
    old = *p;
    *p = pat0;
    *p ^= 0xffffffff;
    if (*p != pat1) {
not_memory:
      *p = old;
  5f:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  63:	8b 55 f4             	mov    -0xc(%rbp),%edx
  66:	89 10                	mov    %edx,(%rax)
      break;
  68:	eb 33                	jmp    9d <memtest_sub+0x9d>
    }
    *p ^= 0xffffffff;
  6a:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  6e:	8b 00                	mov    (%rax),%eax
  70:	f7 d0                	not    %eax
  72:	89 c2                	mov    %eax,%edx
  74:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  78:	89 10                	mov    %edx,(%rax)
    if (*p != pat0) {
  7a:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  7e:	8b 00                	mov    (%rax),%eax
  80:	39 45 ec             	cmp    %eax,-0x14(%rbp)
  83:	75 d9                	jne    5e <memtest_sub+0x5e>
      goto not_memory;
    }
    *p = old;
  85:	48 8b 45 f8          	mov    -0x8(%rbp),%rax
  89:	8b 55 f4             	mov    -0xc(%rbp),%edx
  8c:	89 10                	mov    %edx,(%rax)

[tomoyuki-nakabayashi]

ああ、O3付けると消えるわ。それだけの話ね。

[tomoyuki-nakabayashi]

一旦やりたいことまでやった感ある。
続きは追々やるとして、ACRNハックに戻る。