week1

实验内容

  1. 认真阅读章节资料

  2. 在实验机上安装虚拟运行环境，并安装ubuntu（实验室机器已安装，若需要可在自己笔记本电脑另行安装）

  3. 安装ubuntu开发环境，32位环境

  4. 下载bochs源码，编译并安装bochs环境

  5. 使用bochs自带工具bximage创建虚拟软驱

  6. 阅读、编译boot.asm，并反汇编阅读

  7. 修改bochsrc，运行并调试你的第一个程序

  8. 完成实验练习要求

实验步骤

  1. 下载virtualbox或vmware

  2. 下载32位ubuntu镜像文件并安装

  3. 修改ubuntu源(可选)

    1. 首先要清楚自己Ubuntu的版本信息

    2. 搜索对应版本Ubuntu的apt源

      • Ubuntu16.04 apt源（阿里）

        deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu xenial main restricted #Added by software-properties
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted multiverse universe #Added by software-properties
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted multiverse universe #Added by software-properties
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial universe
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates universe
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse #Added by software-properties
deb http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner
deb-src http://archive.canonical.com/ubuntu xenial partner
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted multiverse universe #Added by software-properties
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security universe
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security multiverse

      • Ubuntu14.04 apt源（阿里）

        deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse

    3. 修改/etc/apt/sources.list文件

  4. bochs下载（源码下载）

  5. 安装依赖库

    需要安装build-essential、libx11-dev、libxrandr-dev、libsdl1.2-dev、vgabios、bximage，可在编译过程中发现

    sudo apt install build-essential libx11-dev libxrandr-dev libsdl1.2-dev vgabios bximage

  6. 编译和安装bochs

    1. 配置

      在bochs源码文件夹下运行命令./configure --withsdl --enable-debugger --enable-disasm

      提示

      如果运行该命令后出现warning: –enable-disasm xxxx这种警告，表示不需要加该参数，disasm模块已经默认设置好，继续下一步即可

    2. 安装

      运行命令sudo make

    3. 下载

      运行命令sudo make install

  7. 下载本书源码

    • QQ群内提供iso.gz文件

    • 直接从github上下载

    Caution

    不建议在windows系统中提取出iso中的文件然后传入ubuntu中，原因是windwos和linux中换行符存在差异，导致跨系统文件有时不能正常工作。

    建议在linux中挂载好iso后将文件拷贝出去，不要直接在挂载目录下运行，因为该iso为只读文件，会导致后续命令出现问题

  8. 修改源码文件中的bochsrc

    • 修改vgaromimage对应的文件位置，以你的实际安装位置为准

    • 注释掉keyboard_mapping一行

    • 增加display_library: sdl（某些linux下该项可选）

  9. 制作可启动软盘

    1. 编译源码

      nasm boot.asm –o boot.bin

    2. 产生虚拟软驱

      bximage

    3. 写引导盘

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

  10. 启动

    bochs –f ./bochsrc

    image-20210912103906024

    在bochs中输入字符c，表示继续运行，此时可以看到”Hello , OS world”

    image-20210912104110438

    提示

    -f参数不是必须的，当你输入一个不带参数的的bochs命令时，bochs会在当前目录顺序寻找.bochsrc、bochsrc文件作为默认配置文件，详情请参考书上32页

实验练习

  1. 删除0xAA55，观察程序效果，找出原因

  2. 修改程序中输出为，一个包含自己名字的字符串，调 试程序

  3. 把生成的可执行文件反汇编，看看输出的内容是怎样 的，并在虚拟机启动过程，设置断点进行调试，在实 验报告中截图

  4. 为什么要jmp $，如何改造程序，让这个输出过程执 行100次

  5. 回答：为什么要对段寄存器进行赋值

  6. 回答：如何在该程序中调用系统中断

FAQ

Q: apt安装一些包时产生依赖无法解决

apt产生依赖报错一般是是源的问题，新手很容易出现源的版本和ubuntu版本不适配问题。检查步骤如下

命令行输入lsb_release -a命令，查看codename（以ubuntu14.04为例）

image-20210912105927574

可以看到对应的code那么为trusty，查看/etc/apt/sources.list中对应的源版本，检查是否一致，如果为xenial说明使用了ubuntu16的apt源。

image-20210912110042298

Q: 如何在虚拟机和宿主机之间传递文件

  1. 共享文件夹（需要自己摸索）

  2. 邮件传递

  3. 使用相关网站如奶牛快传，在主机中上传文件，在虚拟机中下载文件

Q: 安装bochs源码时迟迟未弹出下载窗口

由于网络的问题，在sourceforge下载bochs源码时确实需要等待一段时间，请耐心等候30秒。

30秒已过你有点等不及了，可以使用wget命令，直接在命令行中输入 wget https://sourceforge.net/projects/bochs/files/bochs/2.6.9/bochs-2.6.9.tar.gz进行下载

Q: 如何找到vgaromimage和romimage的对应文件位置

使用find命令在根目录下寻找文件”BIOS-bochs-latest”和”vgabios.bin”文件。

image-20210912105353051

将结果写入bochsrc中

image-20210912105650873

Q: tar.gz、gz、iso这些文件要怎么用

对于使用命令行的同学，我相信你已经熟悉linux了，这些知识谷歌一下就出来了。

对于使用图形化界面的同学，就更为简单了，tar.gz和gz都是压缩包，右键点击文件解压缩即可，iso文件需要挂在到linux中，同样右键点击文件挂载(mount)即可。

Q: bochs报错cannot open rom image file xxxx

image-20210912111303132

很简单，请检查romimage路径是否正确。

Q: bochs报错cpu directive malformed

image-20210912114908328

很有可能是因为在bochs-2.6.9的源码目录下直接运行了bochs，请到本书配套源码的目录下运行bochs，并修改好bochsrc，以及使用-f指定bochsrc的位置。