bochs模拟器:创建可用的软盘启动镜像

前文介绍了如果使用bochs来启动官网提供的镜像,本文将简单介绍如何编写一个软盘启动镜像,并通过bochs启动它,启动完成后,将在屏幕的最下方打印出红色的"Hello bochs!",主要步骤如下:

  • 了解BIOS对软盘引导分区的加载过程,可以参考这里
  • 使用汇编编写程序将"Hello bochs!"输出到屏幕
  • 将上一步编写的程序编译成二进制文件,写入到软盘镜像中
  • 在bochsrc配置中增加上一步的软盘镜像为启动镜像

下面分别来看一下各个步骤:

编写"Hello bochs!"

本文采用nasm汇编器,代码如下:

; hello_bochs.asm    
    org 07c00h                      ; BIOS会跳到此处执行,但是CS段仍指向0,IP指向0x7c00,因此boot内的偏移需要以0x7c00为基准
    mov ax, cs
    mov ds, ax
    mov es, ax

    ; 使用BIOS的0x10中断输出显示
    mov bp, MessageDisp         ; 显示字符串的地址,最终指向es:bp
    mov cx, MessageDispLen      ; 假设待显示字符个数存放在cx寄存器中,因此此处不需要设置
    mov ah, 13h                 ; 功能码13h
    mov al, 1                   ; 显示方式为1:字符串中只包含字符,显示属性在bl中,光标位置改变
    mov bl, 0ch                 ; 显示属性:黑底红字
    mov bh, 0                   ; 页码 0,当前还没有滚屏操作
    mov dx, 1800h               ; 0x18行,0列位置开始显示
    int 10h

    jmp $

MessageDisp:          db  "Hello bochs!"
MessageDispLen        equ $ - MessageDisp

times 510-($-$$)    db 0
dw 0xaa55

分为几个部分:

  • 首先,引导扇区的代码是从0x7c00处开始执行,因此要告诉编译器,所有的地址计算都要基于0x7c00进行偏移,也就是org 7c00h这句。
  • 接着,加载对应的段寄存器,主要是数据段(ds)和es段,ds段用于定位待显示的字符内容,es段用于字符显示需要。
  • 接着,调用BIOS提供的0x10中断显示指定的字符:es:bp指向待显示的字符起始位置;cx为待显示字符串的长度;ah=13h是显示字符串的功能码;al指定显示方式,此处为1;bl指定显示属性,此处为黑底红字;bh为页码,此处为0;dx指定显示的起始位置,实际为(dh,dl)=(行坐标,列坐标),此处在24行0列,也就是显示屏的底部进行显示(显示屏为25*80)。
  • 接着,定义待显示字符串的内容和长度。
  • 接着,由于引导扇区是512字节,且引导扇区需要以0xAA55标记作为512字符的最后两个字符,因此要将中间不足512字节的位置填0,最后定义0xAA55标记,位于511和512字节处。

使用如下命令编译程序:

nasm hello_bochs.asm -o hello_bochs.bin

将编译好的程序写入到软盘镜像

首先,使用安装bochs时生成的bximage命令生成一个软盘镜像a.img,执行bximage命令后,输入1后会提示需要创建软盘还是硬盘镜像,继续输入fd创建软盘镜像,接着的输入直接回车使用默认即可,最终得到一个a.img的软盘镜像文件。

$ bximage 
========================================================================
                                bximage
  Disk Image Creation / Conversion / Resize and Commit Tool for Bochs
         $Id: bximage.cc 14091 2021-01-30 17:37:42Z sshwarts $
========================================================================

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.
Please type 160k, 180k, 320k, 360k, 720k, 1.2M, 1.44M, 1.68M, 1.72M, or 2.88M.
 [1.44M] 

What should be the name of the image?
[a.img] 

Creating floppy image 'a.img' with 2880 sectors

The following line should appear in your bochsrc:
  floppya: image="a.img", status=inserted

将hello_bochs.bin写入到软盘的第1个扇区(也就是引导扇区),执行如下命令:

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

在bochsrc配置中指定启动软盘镜像

bochs的配置文件简介可以参考这里,此处我们使用的配置如下,主要是指定了上一步生成的a.img作为我们的启动软盘镜像:

megs: 32
romimage: file=$BXSHARE/BIOS-bochs-latest
vgaromimage: file=$BXSHARE/VGABIOS-lgpl-latest
vga: extension=vbe, update_freq=15
floppya: 1_44=a.img, status=inserted
boot: floppy
log: bochsout.txt
mouse: enabled=0
cpu: ips=15000000

启动镜像

截止目前,我们的目录下包含的目录树结构如下:

test
├── a.img
├── bochsrc
├── hello_bochs.asm
└── hello_bochs.bin

在当前的目录下执行bochs -f bochsrc,输入6后会启动调试,继续输入c后最终得到的界面如下,可以看到在屏幕底部打印了我们想要的红色字符"Hello bochs!"。

启动效果

附录

本文所使用的环境信息

软件名称 软件版本
Linux操作系统 Ubuntu 22.04 LTS(X64)
bochs 2.7
nasm 2.15.05
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,980评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,178评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,868评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,498评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,492评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,521评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,910评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,569评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,793评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,559评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,639评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,342评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,931评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,904评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,144评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,833评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,350评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容