写道
还有个Boot Manager，这个也比较重要，单独开篇分章节讲。这里给个引用的链接地址。
声卡
电源管理
ACPI
ACPI即Advanced Configuration and Power Interface，高级配置和电源接口
RSDP
RSDP即Root System Description Pointer
RSDT
RSDT即Root System Description Table
XSDT
XSDT即eXtended System Description Table
只有ACPI 2.0及以后的版本才存在XSDT
FADT
FADT即Fixed ACPI Description Table
文件
可执行文件
不同系统的可执行文件格式是不一样的。比较常见的是windows下的exe文件，即PE格式，还有linux下的ELF格式。除了我们常见的程序这种可执行文件，还有其他的可执行文件，如Windows的.com，.sys以及linux下的binary等。甚至windows下的.dll， .lib以及linux下的.so， .a等链接库文件也是可执行文件。
格式
binary
以下面一个简单的binary文件为例，源代码如下：
.code16
.global _start
.text
_start:
mov %cs, %ax
mov %ax, %ds
mov $message, %dx
mov $0x09, %ah
int $0x21
mov $0x4c, %ah
int $0x21
message:
.ascii "Hello, MASM!"
.byte 0x0d, 0x0a, '$'
编译成binary可执行文件后，内容如下：
8C C8 8E D8 BA 0F 01 B4 09 CD 21 B4 4C CD 21 48
65 6C 6C 6F 2C 20 4D 41 53 4D 21 0D 0A 24
COM
COM文件是windows下的一种可执行文件。和EXE可执行程序文件不同的是，COM文件是一种纯二进制可执行程序文件，文件中仅仅包含直接执行的机器码，没有EXE可执行文件那么复杂的格式定义。
以下面一个简单的COM文件为例，源代码如下：
CODE SEGMENT
ORG 100H
START:
MOV AX, CS
MOV DS, AX
MOV DX, OFFSET MESSAGE ; 字符串首偏移地址放到DX中
MOV AH, 9
INT 21H ; 输出字符串
MOV AH, 4CH
INT 21H
MESSAGE:
DB 'Hello, MASM!', 0DH, 0AH, '$'
CODE ENDS
END START
编译成COM可执行文件后，内容如下：
8C C8 8E D8 BA 0F 01 B4 09 CD 21 B4 4C CD 21 48
65 6C 6C 6F 2C 20 4D 41 53 4D 21 0D 0A 24
从上面binary和com可执行文件内容可知，它们是一样的。
获取命令行传入的参数
CODE SEGMENT
ORG 100H
START:
MOV AX, CS
MOV DS, AX
MOV DX, OFFSET MESSAGE ; 字符串首偏移地址放到DX中
MOV AH, 9
INT 21H ; 输出字符串
MOV SI, 0080H ; 从这里开始读取参数信息
MOV CL, ES:[SI] ; 读取参数信息长度
INC SI ; 从这里开始读取参数字符串
PRINT_ARGS:
CMP CL, 0
JE EXIT
MOV AL, ES:[SI]
MOV AH, 0EH
MOV BX, 0FH
INT 10H
INC SI
DEC CL
JMP PRINT_ARGS
EXIT:
MOV AH, 4CH
INT 21H
MESSAGE:
DB 'Hello, MASM!', 0DH, 0AH, '$'
CODE ENDS
END START
>.\com_test_1.com 123 456 789 012 345 678 901 234 567 890 123 456 789 012 345 678 901
Hello, MASM!
123 456 789 012 345 678 901 234 567 890 123 456 789 012 345 678 901
汇编加载COM程序并执行：
u_code_seg equ 8c00h
u_code_offset equ 0100h
data segment
filename db 'com_test.com', 0, '$'
file_suffix db '.com'
file_open_ok db 'file open success!', 0dh, 0ah, '$'
file_open_error db 'file open error!', 0dh, 0ah, '$'
file_read_error db 'file read error!', 0dh, 0ah, '$'
program_load_ok db 'program loaded!', 0dh, 0ah, '$'
program_start db 'start...', 0dh, 0ah, '$'
program_end db 'end.', 0dh, 0ah, '$'
data ends
bss segment
file_handle dw ?
bss ends
code segment
start:
mov ax, data
mov ds, ax
mov ax, bss
mov es, ax
mov dx, offset filename
mov ah, 09h
int 21h
; open file
mov ah, 3dh
mov al, 00h ; read mode
int 21h
jnc label_file_open_ok
mov ah, 09h
mov dx, offset file_open_error
int 21h
jmp exit
label_file_open_ok:
mov es:file_handle, ax ; if opened, read file handle from ax. ax = file handle
mov ah, 09h
mov dx, offset file_open_ok
int 21h
; read file
; load into u_code_seg:u_code_offset. u_code_seg = 8c00h, u_code_offset = 0000h
;
; ds:dx = u_code_seg:u_code_offset. u_code_seg = 8c00h, u_code_offset = 0000h
mov dx, u_code_seg
mov ds, dx
mov dx, u_code_offset
label_read:
mov ah, 3fh
mov bx, es:file_handle ; file handle
mov cx, 08h ; 8 bytes. read 8 bytes per one times
int 21h
jnc label_read_ok
mov ah, 09h
mov dx, offset file_read_error
int 21h
jmp exit
label_read_ok:
cmp ax, 0 ; reach eof
je u_start
add dx, ax
jmp label_read
u_start:
mov dx, data
mov ds, dx
mov ah, 09h
mov dx, offset program_load_ok
int 21h
mov ah, 09h
mov dx, offset program_start
int 21h
;jmp u_code_seg:u_code_offset. u_code_seg = 8c00h, u_code_offset = 0000h
db 0eah ; jmp far
dw u_code_offset ; offset
dw u_code_seg ; segment
mov ah, 09h
mov dx, offset program_end
int 21h
exit:
mov ah, 4ch
int 21h
code ends
end start
EXE
关于EXE，参考另一篇：https://www.iteye.com/blog/lobin-2513749
PE
关于PE，参考另一篇：https://www.iteye.com/blog/lobin-2326260
获取命令行传入的参数
DATA SEGMENT
MESSAGE DB 'HELLO, THIS IS MASM!', 0DH, 0AH, '$'
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
START:
MOV AX, DATA
MOV DS, AX
MOV DX, OFFSET MESSAGE ; 字符串首偏移地址放到DX中
MOV AH, 9
INT 21H ; 输出字符串
MOV SI, 0080H ; 从这里开始读取参数信息
MOV CL, ES:[SI] ; 读取参数信息长度
INC SI ; 从这里开始读取参数字符串
PRINT_ARGS:
CMP CL, 0
JE EXIT
MOV AL, ES:[SI]
MOV AH, 0EH
MOV BX, 0FH
INT 10H
INC SI
DEC CL
JMP PRINT_ARGS
EXIT:
MOV AH, 4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
>.\exe_test_1.exe 123 456 789 012 345 678 901 234 567 890 123 456 789 012 345 678 901
HELLO, THIS IS MASM!
123 456 789 012 345 678 901 234 567 890 123 456 789 012 345 678 901
ELF
# ldd /usr/bin/gcc
linux-gate.so.1 => (0x006d3000)
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x00834000)
/lib/ld-linux.so.2 (0x80075000)
# ldd /lib/libc.so.6
/lib/ld-linux.so.2 (0x8000e000)
linux-gate.so.1 => (0x002dd000)
# ldd /lib/ld-linux.so.2
statically linked
C运行环境
C标准库
链接
链接通常指的是我们的动态链接，比如我们的那些动态链接库，对应的文件就是动态链接文件，比如我们常见的那些dll文件，linux下的那些so文件。
动态链接
静态链接
除了上面的动态链接，其实还有一种静态链接。静态链接我们首先想到的就是那些静态链接库，对应的文件就是静态链接文件，像我们常见的那些lib文件，linux下的那些a文件。
另外在linux下还有一种静态链接，像上面的，linux下的程序，我们在查看他们依赖的链接库的时候，发现有个ld-linux.so的链接，这个看着是so，但我们却找不到对应的文件，其实这个文件是不存在的，它其实是链接到内核地址空间中的一段程序。这也是一种特殊的静态链接。
图形引擎
设备坐标系统
写道
(0,0)
+--------------------------------------------------+--->x
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| |
+--------------------------------------------------+
|
|
|
v
y
图形界面
写道
-
top border ^
top left corner | top right corner |
| v | |
| ___________________ | title bar
+---> / \ <---+ |
| | |
v
- -
top border ^
| |
v |
+-------------------+ |
| | |
left border --->| | <--- right border window box
| | |
| | |
+-------------------+ |
^ |
| |
bottom border v
-
写道
+-----+
| |
| |<-------- parent
+-----+ \
/ | \ \
/ | .. \ \
/ | \ \
/ | \ \
+-----+ +-----+ +-----+ \
| | | | .. | |----\
| | | | | |<-------- parent
+-----+ +-----+ +-----+ \
/ | \ \ \
/ | .. \ . \ \
/ | \ . \ \
/ | \ \ \
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+ \
| | | | .. | | | |----\
| | | | | | | |<-------- parent
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+ \
/ | \ / \ \
/ | .. \ / \ \
/ | \ / \ \
/ | \ / \ \
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+ +-----+ \
| | | | .. | | | | | |----\
| | | | | | | | | |
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+ +-----+
窗口系统
写道
___________________ ___________________
/ \ / \
| | | |
+-------------------+ +-------------------+
| | | ___________________
| | | / | \
| | | | | |
| | | +-------------------+
+-------------------+ +-----------|-------+ |
_____|_____________ |
/ | \ |
| | | |
+-----+-------------------+
| |
| |
__________________ |
/ | \ |
| +-------|-----------+
+------------------+
| |
| |
| |
| |
+------------------+
镜像文件制作
可以使用dd或bximage工具制作镜像文件。dd工具更强大。
制作一张空的镜像
一张空的镜像文件其实就是一张指定大小的内容全部都是0的二进制文件。
通过bximage制作一张空的镜像：
>bximage
======================================================================
==
bximage
Disk Image Creation / Conversion / Resize and Commit Tool for Bochs
$Id: bximage.cc 12690 2015-03-20 18:01:52Z vruppert $
======================================================================
==
1. Create new floppy or hard disk image
2. Convert hard disk image to other format (mode)
3. Resize hard disk image
4. Commit 'undoable' redolog to base image
5. Disk image info
0. Quit
Please choose one [0] 1
Create image
Do you want to create a floppy disk image or a hard disk image?
Please type hd or fd. [hd] fd
Choose the size of floppy disk image to create, in megabytes.
Please type 160k, 180k, 320k, 360k, 720k, 1.2M, 1.44M, 1.68M, 1.72M, o
r 2.88M.
[1.44M] 160k
What should be the name of the image?
[a.img] image.img
Creating floppy image 'image.img' with 320 sectors
The following line should appear in your bochsrc:
floppya: image="image.img", status=inserted
(The line is stored in your windows clipboard, use CTRL-V to paste)
Press any key to continue
>bximage
======================================================================
==
bximage
Disk Image Creation / Conversion / Resize and Commit Tool for Bochs
$Id: bximage.cc 12690 2015-03-20 18:01:52Z vruppert $
======================================================================
==
1. Create new floppy or hard disk image
2. Convert hard disk image to other format (mode)
3. Resize hard disk image
4. Commit 'undoable' redolog to base image
5. Disk image info
0. Quit
Please choose one [0] 1
Create image
Do you want to create a floppy disk image or a hard disk image?
Please type hd or fd. [hd] hd
What kind of image should I create?
Please type flat, sparse, growing, vpc or vmware4. [flat] flat
Enter the hard disk size in megabytes, between 10 and 8257535
[10] 10
What should be the name of the image?
[c.img] disk.img
Creating hard disk image 'disk.img' with CHS=20/16/63
The following line should appear in your bochsrc:
ata0-master: type=disk, path="disk.img", mode=flat
(The line is stored in your windows clipboard, use CTRL-V to paste)
Press any key to continue
通过dd工具制作一张空的镜像：
$ dd if=/dev/zero of=image bs=128c count=1
QEMU
QEMU安装参考另一篇文章：https://lobin.iteye.com/admin/blogs/609813。这是一篇之前在arm架构上安装时记录的一次QEMU安装经历。
下载
# wget --no-check-certificate https://download.qemu.org/qemu-2.1.2.tar.bz2
# tar -jxvf qemu-2.1.2.tar.bz2
安装
安装SDL
# yum install SDL-devel
如果没有安装SDL， 在运行qemu时会显示如下信息：
# qemu-system-i386 -boot order=a -fda /dev/loop0
VNC server running on `::1:5900'
# mkdir -p /usr/local/qemu-2.1.2-1
之前安装时指定了--target-list=arm-softmmu，这次没有指定，这样将安装qemu支持的所有的架构和设备。这样安装起来会比较慢。如果想支持多种架构，可以在--target-list选项后面指定多个，每个之间用逗号分隔，如下：
# ./configure --prefix=/usr/local/qemu-2.1.2 --target-list=arm-softmmu,i386-softmmu,x86_64-softmmu --audio-drv-list=
# ./configure --prefix=/usr/local/qemu-2.1.2-1 --audio-drv-list=
Install prefix /usr/local/qemu-2.1.2-1
BIOS directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/share/qemu
binary directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/bin
library directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/lib
module directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/lib/qemu
libexec directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/libexec
include directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/include
config directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/etc
local state directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/var
Manual directory /usr/local/qemu-2.1.2-1/share/man
ELF interp prefix /usr/gnemul/qemu-%M
Source path /home/root/packages/qemu-2.1.2
C compiler cc
Host C compiler cc
C++ compiler c++
Objective-C compiler cc
ARFLAGS rv
CFLAGS -O2 -U_FORTIFY_SOURCE -D_FORTIFY_SOURCE=2 -pthread -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/glib-2.0/include -g
QEMU_CFLAGS -fPIE -DPIE -m32 -D_GNU_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64 -D_LARGEFILE_SOURCE -Wstrict-prototypes -Wredundant-decls -Wall -Wundef -Wwrite-strings -Wmissing-prototypes -fno-strict-aliasing -fno-common -Wendif-labels -Wmissing-include-dirs -Wempty-body -Wnested-externs -Wformat-security -Wformat-y2k -Winit-self -Wignored-qualifiers -Wold-style-declaration -Wold-style-definition -Wtype-limits -fstack-protector-all -I$(SRC_PATH)/pixman/pixman -I$(BUILD_DIR)/pixman/pixman -I$(SRC_PATH)/dtc/libfdt
LDFLAGS -Wl,--warn-common -Wl,-z,relro -Wl,-z,now -pie -m32 -g
make make
install install
python python -B
smbd /usr/sbin/smbd
module support no
host CPU i386
host big endian no
target list aarch64-softmmu alpha-softmmu arm-softmmu cris-softmmu i386-softmmu lm32-softmmu m68k-softmmu microblazeel-softmmu microblaze-softmmu mips64el-softmmu mips64-softmmu mipsel-softmmu mips-softmmu moxie-softmmu or32-softmmu ppc64-softmmu ppcemb-softmmu ppc-softmmu s390x-softmmu sh4eb-softmmu sh4-softmmu sparc64-softmmu sparc-softmmu unicore32-softmmu x86_64-softmmu xtensaeb-softmmu xtensa-softmmu aarch64-linux-user alpha-linux-user armeb-linux-user arm-linux-user cris-linux-user i386-linux-user m68k-linux-user microblazeel-linux-user microblaze-linux-user mips64el-linux-user mips64-linux-user mipsel-linux-user mips-linux-user mipsn32el-linux-user mipsn32-linux-user or32-linux-user ppc64abi32-linux-user ppc64le-linux-user ppc64-linux-user ppc-linux-user s390x-linux-user sh4eb-linux-user sh4-linux-user sparc32plus-linux-user sparc64-linux-user sparc-linux-user unicore32-linux-user x86_64-linux-user
tcg debug enabled no
gprof enabled no
sparse enabled no
strip binaries yes
profiler no
static build no
pixman internal
SDL support no
GTK support no
VTE support no
curses support no
curl support no
mingw32 support no
Audio drivers
Block whitelist (rw)
Block whitelist (ro)
VirtFS support no
VNC support yes
VNC TLS support no
VNC SASL support no
VNC JPEG support no
VNC PNG support no
VNC WS support no
xen support no
brlapi support no
bluez support no
Documentation no
GUEST_BASE yes
PIE yes
vde support no
netmap support no
Linux AIO support no
ATTR/XATTR support yes
Install blobs yes
KVM support yes
RDMA support no
TCG interpreter no
fdt support yes
preadv support yes
fdatasync yes
madvise yes
posix_madvise yes
sigev_thread_id yes
uuid support no
libcap-ng support no
vhost-net support yes
vhost-scsi support yes
Trace backends nop
spice support no
rbd support no
xfsctl support no
nss used no
libusb no
usb net redir no
GLX support no
libiscsi support no
libnfs support no
build guest agent yes
QGA VSS support no
seccomp support no
coroutine backend ucontext
coroutine pool yes
GlusterFS support no
virtio-blk-data-plane no
gcov gcov
gcov enabled no
TPM support yes
libssh2 support no
TPM passthrough yes
QOM debugging yes
vhdx no
Quorum no
lzo support no
snappy support no
NUMA host support no
# make
# make install
到这里就安装完了。
在之前的安装的时候，我们只针对arm架构的平台:
# ls /usr/local/qemu-2.1.2/bin/
qemu-ga qemu-img qemu-io qemu-nbd qemu-system-arm
所以这里除了几个工具， 就只有一个qemu-system-arm。
这次我们全部安装了：
# ls /usr/local/qemu-2.1.2-1/bin/
qemu-aarch64 qemu-mips qemu-s390x qemu-system-m68k qemu-system-s390x
qemu-alpha qemu-mips64 qemu-sh4 qemu-system-microblaze qemu-system-sh4
qemu-arm qemu-mips64el qemu-sh4eb qemu-system-microblazeel qemu-system-sh4eb
qemu-armeb qemu-mipsel qemu-sparc qemu-system-mips qemu-system-sparc
qemu-cris qemu-mipsn32 qemu-sparc32plus qemu-system-mips64 qemu-system-sparc64
qemu-ga qemu-mipsn32el qemu-sparc64 qemu-system-mips64el qemu-system-unicore32
qemu-i386 qemu-nbd qemu-system-aarch64 qemu-system-mipsel qemu-system-x86_64
qemu-img qemu-or32 qemu-system-alpha qemu-system-moxie qemu-system-xtensa
qemu-io qemu-ppc qemu-system-arm qemu-system-or32 qemu-system-xtensaeb
qemu-m68k qemu-ppc64 qemu-system-cris qemu-system-ppc qemu-unicore32
qemu-microblaze qemu-ppc64abi32 qemu-system-i386 qemu-system-ppc64 qemu-x86_64
qemu-microblazeel qemu-ppc64le qemu-system-lm32 qemu-system-ppcemb
里边包含了所有。
添加到PATH：
# vi ~/.bash_profile
PATH=$PATH:$HOME/bin:/usr/local/arm-none-linux-gnueabi/bin:/usr/local/qemu-2.1.2/bin:/usr/local/qemu-2.1.2-1/bin
# source ~/.bash_profile
# which qemu-system-arm
/usr/local/qemu-2.1.2/bin/qemu-system-arm
这里可以看到qemu-system-arm找到的是之前安装的。
# which qemu-system-i386
/usr/local/qemu-2.1.2-1/bin/qemu-system-i386
qemu-system-i386是这次安装的，这里可以看到qemu-system-i386找到的也是我们这次安装的。
通过QEMU运行调试主引导程序的例子
以下面的一个Bootloader为例：
#define BOOTSEG 0x07c0
.code16
.section .bstext, "ax"
.global boot_start
boot_start:
# Normalize the start address
ljmp $BOOTSEG, $start
start:
movw %cs, %ax
movw %ax, %ds
movw %ax, %es
movw %ax, %ss
xorw %sp, %sp
sti
movw $message, %si
cld
message_loop:
lodsb
andb %al, %al
jz wait
movb $0xe, %ah
movw $7, %bx
int $0x10
jmp message_loop
wait:
# Press a key to continue
xorw %ax, %ax
int $0x16
# Reboot. int 0x19 should never return.
int $0x19
# jmp to bios...
ljmp $0xf000, $0xfff0
message:
.ascii "loading...\r\n"
.ascii "\r\n"
.ascii "Welcome!\r\n"
.ascii "X2\r\n"
.ascii "version: 1.0.0 2010-02-14 Express Edition\r\n"
.ascii "(c) Next G\r\n"
.ascii "\n"
.byte 0
.org 510
.word 0xaa55
链接脚本：
OUTPUT_FORMAT("elf32-i386", "elf32-i386", "elf32-i386")
OUTPUT_ARCH(i386)
ENTRY(boot_start)
SECTIONS
{
. = 0;
.boot : {*(.bstext)}
. = ASSERT(. <= 512, "boot loader too big! it must be 512 bytes.");
}
编译链接：
gcc -E boot_test_3.S -o boot_test_3.asm
as -gstabs boot_test_3.asm -o boot_test_3.o
ld -T boot_test_3.ld boot_test_3.o -o boot_test_3
生成镜像并挂载：
生成镜像并挂载到/dev/loop0
dd if=/dev/zero of=boot_test_3.S.img bs=512 count=2880
losetup /dev/loop0 boot_test_3.S.img
losetup -a
objdump -h boot_test_3
dd if=boot_test_3 ibs=512 skip=8 of=/dev/loop0 obs=512 seek=0 count=1
运行主引导程序：
# qemu-system-i386 -boot order=a -fda /dev/loop0 -vnc :1
通过vnc viewer连接vnc server看结果：
调试主引导程序：
# qemu-system-i386 -s -S -boot order=a -fda /dev/loop0 -vnc :1
# gdb -q
(gdb) target remote :1234
Remote debugging using :1234
0x0000fff0 in ?? ()
(gdb) set architecture i8086
The target architecture is assumed to be i8086
(gdb) info reg $cs $pc
cs 0xf00061440
pc: 0xfff0
(gdb) display /5i $cs * 0x10 + $pc
1: x/5i $cs * 0x10 + $pc
0xffff0:ljmp $0xf000,$0xe05b
0xffff5:xor %dh,0x322f
0xffff9:xor (%bx),%bp
0xffffb:cmp %di,(%bx,%di)
0xffffd:add %bh,%ah
(gdb) b * 0x7c00
Breakpoint 1 at 0x7c00
(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 1, 0x00007c00 in ?? ()
1: x/5i $cs * 0x10 + $pc
=> 0x7c00:ljmp $0x7c0,$0x5
0x7c05:mov %cs,%ax
0x7c07:mov %ax,%ds
0x7c09:mov %ax,%es
0x7c0b:mov %ax,%ss
(gdb) nexti
0x00000005 in ?? ()
1: x/5i $cs * 0x10 + $pc
0x7c05:mov %cs,%ax
0x7c07:mov %ax,%ds
0x7c09:mov %ax,%es
0x7c0b:mov %ax,%ss
0x7c0d:xor %sp,%sp
(gdb) c
Continuing.
同样可以通过vnc viewer连接vnc server看结果
删除挂载点：
losetup -d /dev/loop0
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