从头写一个操作系统 08

in #esteem6 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

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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

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

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?

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。

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。

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

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。

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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