从头写一个操作系统 08

in #esteem • 6 years ago (edited)

我们一直用qemu来装载.bin文件，模拟计算机启动的过程，qemu很好，后面我们会讲到如何用gdb调试qemu，只能用强大来形容。

喜欢折腾的人，永远都不会闲下来，就像用vmware将二进制文件作为启动盘，用qemu模拟树莓派的启动一样，对于学习来说是有意义的。
今天介绍另一个很好用的虚拟机：bochs。

bochs完全用软件模拟了整个X86计算机的硬件逻辑，然后在其虚拟的硬件上插入虚拟的软盘，砰，系统就启动了。这世界本身就是信息，无论是真实的，还是虚拟的，只要对外输出一样的数据，我们是无法感知它们的区别，就像阿里云，我们以为在使用一台独立的主机，但实际上是一个服务器中小小的vamwar虚拟机。

扯远了，bochs比vmware虚拟得彻底的多，vmware总是希望让能在cpu上跑的指令就在cpu上跑，bochs完全不依赖硬件，cpu在其上不过是一个不断轮询、等待信息的函数。bochs与真实机器几乎没有区别，整个模拟过程接近于现实，当然qemu也是同样的原理。

用bochs的原因依然是集思广益，由于bochs专业性，debug的选项与gdb调试qemu是有些区别的，到底哪个好现在没有客观的评价，所以最好都会用，遇到问题多一个分析角度。

下面是介绍bochs在ubuntu18上的安装步骤，fedora28也测试过，需要下载库的名字与ubuntu上稍有区别：

1.下载bochs：

https://sourceforge.net/projects/bochs/files/bochs/2.6.9/bochs-2.6.9.tar.gz/download

2.解压

tar vxzf bochs-2.6.9.tar.gz

3.运行configure脚本

简书上有个大神的帖子里有 建议[1] :
注意：其中--prefix是安装地址

cd bochs-2.6.9

./configure --prefix=/home/happy/Documents/bochs --enable-debugger --enable-disasm --enable-iodebug --enable-x86-debugger --with-x --with-x11

也可以简单的：
```bash
cd bochs-2.6.9
./configure --enable-debugger --enable-disasm

4.make

make
sudo make install

最后，建立软链接：

cd /bin 
ln -s ~/bochs.2.6.9/bochs /bin/bochs 
ln -s ~/bochs.2.6.9/bximage /bin/bximage

错误排查：

1.出现 找不到X11/Xlib.h 错误：x11/xlib.h no such file or directory
ubuntu:

sudo apt-get install libx11-dev

fedora:

sudo dnf install libX*

如果未解决，执行下面指令再试：

make dist-clean
./configure --enbale-debugger --enable-disasm
make
make install

使用bochs的方法：

1.创建硬盘镜像 1->hd -> enter->enter...

bximage

2.nasm编译bin文件

nasm boot.asm -o boot.bin

3.dd写入镜像文件

dd if=boot.bin of=c.img bs=512 count=1 conv=notrunc

4.修改bochsrc.txt[2]（链接指向官方img范例，是个压缩包，其中的配置文件既是本bochsrc.txt的原版文件，本人略作了修改）。
bochsrc.txt其实只是bochs启动时默认查找的配置文件，官方有详细的文档 ,这里要谢谢@cn-stem的细心提醒，推荐大家都加入cn-stem标签，能够让文章更加规范哦。
如果按照上面的步骤，使用下面的bochsrc.txt即可：

###############################################################
# bochsrc.txt file for DLX Linux disk image.
###############################################################

# how much memory the emulated machine will have
megs: 32

# filename of ROM images
romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest

# what disk images will be used 
floppya: 1_44=floppya.img, status=inserted
floppyb: 1_44=floppyb.img, status=inserted

# hard disk
ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14
#ata0-master: type=disk, path="c.img", cylinders=306, heads=4, spt=17
ata0-master: type=disk, path="c.img", mode=flat
# choose the boot disk.
boot: c

# default config interface is textconfig.
#config_interface: textconfig
#config_interface: wx

#display_library: x
# other choices: win32 sdl wx carbon amigaos beos macintosh nogui rfb term svga

# where do we send log messages?
log: bochsout.txt

# disable the mouse, since DLX is text only
mouse: enabled=0

# set up IPS value and clock sync
cpu: ips=15000000
clock: sync=both

# enable key mapping, using US layout as default.
#
# NOTE: In Bochs 1.4, keyboard mapping is only 100% implemented on X windows.
# However, the key mapping tables are used in the paste function, so 
# in the DLX Linux example I'm enabling keyboard_mapping so that paste 
# will work.  Cut&Paste is currently implemented on win32 and X windows only.

keyboard: keymap=$BXSHARE/keymaps/x11-pc-us.map
#keyboard: keymap=$BXSHARE/keymaps/x11-pc-fr.map
#keyboard: keymap=$BXSHARE/keymaps/x11-pc-de.map
#keyboard: keymap=$BXSHARE/keymaps/x11-pc-es.map

5.启动bochs，如果c.img文件没有问题，弹出的bochs窗口中选择6，然后bochs停在黑屏状态，在shell中输入c即可运行系统

  1. https://www.jianshu.com/p/6b3df43932c3 ↩

  2. 官方的镜像范例在:http://bochs.sourceforge.net/guestos/dlxlinux4.tar.gz ↩

#esteem-cn #steemstem #cn-stem #cn-reader
6 years ago in #esteem by
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     6 years ago 

    欢迎向cn-stem投稿 :)

    存在如下问题，请给予修复：

    1. 请添加图片的作者、来源、版权等信息。关于图片的版权使用，请参考文档：https://steemit.com/steemstem/@steemstem/guidelines-on-copyright-standards-in-steemstem
    2. 对于使用的代码，如为开源，请提供开源代码的地址、版权等信息。本文的部分代码与此文过于相似：https://www.jianshu.com/p/f4cd1fbfb109
    3. 对于本文写作时引用的资料、代码等，须在文末添加参考资料，对于引用的部分文字用markdown的引用格式注明
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       6 years ago (edited)

      谢谢，已修改如下：
      1.图片是截屏，已删除。
      2.已获得https://www.jianshu.com/p/f4cd1fbfb109的源码授权。
      3.引用已注明

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         6 years ago (edited)

        谢谢修改：

        关于 https://www.jianshu.com/p/f4cd1fbfb109 的源码授权，是指引用2中的链接吗？该链接打不开（可能需要登录？）

        最后一部分的boshsrc.txt文件，似乎也存在多种来源？（例如：（1）、（2））是否可以确认该文件的内容是否开源、采用何种开源协议，并可以用于商用？

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           6 years ago (edited)

          链接是有些问题，那个博客是我自己的，现在改好了，https://www.jianshu.com/p/b1f4c1419f88
          bochsrc.txt只是一个配置文件，它本身也是bochs官网的范例中的配置，配置文件本来就都长一样，没有什么版权概念。它是个菜单，做一个菜每个人都会买这些原料，可是这个菜单本身就没有版权，我修改之后的也是没有版权的。

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             6 years ago (edited)

            由于上面的博客是作者所有，有必要进一步说明此文件/代码的原始来源。换句话说，如果bochsrc.txt是作者本身创作的，需要给予说明（如作者的GitHub repo）；如果借鉴了其他来源，也需要说明出处。如果主要参考了官方或他人的研究，可以将“bochs官网的范例中的配置”的原始文件/代码，以及相关说明也添加到文中（或本文的引用中），以便读者参考学习。

            steemstem重视版权和引用的原因在于尊重每一个创作者的贡献。如果对于参考或者引用有明确的说明和解释，有利于读者追根溯源、促进讨论和引发深度思考，对于文章本身的价值也有所裨益。

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               6 years ago (edited)

              谢谢，已经修改了。
              但是我并不赞同配置文件的追根溯源：
              bochs是个开源软件，我使用它就像使用linux一样，我不可能在每次提到linux的时候，就把linux kernel的网站地址贴出来。
              配置sshd_config时，谁也不会知道config最初是谁写的。
              文中的bochs是我修改过的，可我现在给出的链接是原来未修改过的，我不知道这样是否更好

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                 6 years ago (edited)

                关于版权的原则很简单：（1）如果该文本/代码为作者所创作，请说明为本人著作或采用开源方式提供；（2）如果是使用了他人的成果，或基于他人的成果修改，应明确注明原著作的相关信息。否则一旦发现其他相似内容，都存在版权疑问。

                这背后的版权与尊重的精神，比法律上的意义更重要。

                对于所有代码，如前所述，请明确提供“作者”、“开源协议”、“出处”等信息。也可以添加bochsrc的官方文档以方便读者学习（如
                http://bochs.sourceforge.net/doc/docbook/user/bochsrc.html ），如果是作者修改过的文件也请说明为“修改”而非“原创”。上面的链接指向一个压缩包，不方便读者查看，请尽量提供作者写作时参考的配置文件、或其他更容易理解的说明。

                任何一本严谨的关于Linux的出版物都会澄清其使用的版本、网址、演进过程、贡献者等信息。如果出版物中配置文件不是作者自己写的，在出版物的附录中也应该说明。开源软件的精神绝不是没有版权；其目的在于促进全人类知识的进步，而尊重是进步的前提。

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                   6 years ago (edited)

                  您的意思我理解，我也理解尊重别人劳动成果的重要性。
                  只是如果非要在配置文件上争论让我觉得没有意义。
                  文中的配置文件修改于那个压缩包里的配置文件，与官方的文档没有直接关系，与文章也无直接关系，读者可以自行浏览官方文档，我也可以贴出链接，但与这个配置文件对应的链接无关。
                  如果只与教育目的相关，我无法在每一次修改配置文件时思考到这样的深度，在我眼里也没有必要。
                  如果您的点赞对我的要求是：文章中的配置文件需要链接原配置文件链接，并且如果是软件压缩包中的配置文件，则提供没有直接关系的官方文档，以利于读者查阅，如此要求，恕我冒昧使用您的标签。
                  最后，配置文件没有版权！我不链接官方文档，不违反道德也不违反法律，不是不尊重，也没有逃避责任。

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