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簡易軟盤鏡像工具的實現及操作系統編寫初步

編輯：關於VC++

摘要

本文給出了軟盤鏡像生成工具的實現,並用其把自己編譯生成的引導文件制作成軟盤鏡像,寫入軟盤實現一個簡單操作系統的引導。

關鍵詞軟盤鏡像工具操作系統引導。

為了深入的了解80X86計算機的內部原理，參照別人的程序用匯編寫了幾個小程序。但生成軟盤鏡像的工具大都是DOS版本的，於是就想自己用VC也實現一個，並用把自己的引導程序寫入軟盤上驗證一下。

1、鏡像工具的基本原理

鏡像工具讀取磁盤上的文件，然後安裝一定的格式生成軟盤鏡像文件，最後把軟盤鏡像文以512字節扇區為單位，寫入軟盤上。

2、鏡像工具的界面設計及功能介紹

圖1 主界面

2.1 【功能1】生成軟盤鏡像文件

（1）要生成鏡像文件，需要先選擇源文件，然後點擊【生成…】，如MyDiskImg.img,點擊【保存】生成鏡像文件。

圖2 生成鏡像文件

（2）然後插入一張軟盤，點擊寫軟盤，選擇剛生成的鏡像文件。點擊【打開】，系統便開始把選擇的鏡像文件寫入軟盤中。

圖3 把鏡像文件寫入軟盤

（3）重新啟動計算機，選擇從軟盤啟動，看操作是否成功。

3、具體代碼編寫

3.1 生成軟盤鏡像代碼

基本原理為對列表中的源文件依次讀取,然後寫入到一個img文件中,具體的代碼請參考( 省略了部分不關鍵代碼):

//生成鏡像文件函數 UINT FuncGenImageFile(LPVOID pDialog) { 　　//Begin 顯示設置　　省略… 　　//1.創建輸出鏡像文件　　byte* pBuf = NULL; 　　DWORD count = 0,dwFileLength=0; 　　CFile outfile;//鏡像文件　　if(!outfile.Open(pCurDlg- >m_ImgFileName,CFile::modeCreate | CFile::modeWrite)) 　　{ 　　　　錯誤提示… 　　　　　　return -1; 　　} 　　//2.依次對輸入文件讀取,寫入輸出鏡像文件　　for( int i = 0 ; i < pList->GetCount(); ++i ) 　　{ 　　　　 CString sInFileName; 　　　　pList->GetText(i,sInFileName); 　　　　CFile infile; 　　　　if(!infile.Open (sInFileName,CFile::modeRead)) 　　　　{ 　　　　　　錯誤提示… 　　　　　　　　return -1; 　　　　} 　　　　dwFileLength = infile.GetLength(); 　　　　if(i==0) 　　　　{ 　　　　　　if(dwFileLength>512) 　　　　　　{ 　　　　　　　　sOut.Format(_T("文件%S不是一個有效的引導區文件,請使用[功能3]裁減該文件!"),sInFileName); 　　　　　　　　 return -1; 　　　　　　} 　　　　} 　　　　if(i==0)//對 0扇區文件進行特殊處理　　　　{ 　　　　　　pBuf = new byte [BlOCKSIZE]; 　　　　　　::memset(pBuf,0,BlOCKSIZE); 　　　　　　infile.Read(pBuf,dwFileLength); 　　　　　　if(pBuf[510]! =0x55) pBuf[510]=0x55; 　　　　　　if(pBuf[511]!=0xAA) pBuf[510] =0xAA; 　　　　　　outfile.Write(pBuf,BlOCKSIZE); 　　　　　　dwFileLength = BlOCKSIZE; 　　　　} 　　　　else 　　　　{ 　　　　　　pBuf = new byte[dwFileLength]; 　　　　　　infile.Read(pBuf,dwFileLength); 　　　　　　outfile.Write (pBuf,dwFileLength); 　　　　} 　　　　infile.Close() ; 　　　　delete[] pBuf; 　　　　count += dwFileLength; 　　　　pProgCtrl->SetPos((int)(count*100/FLOPYBYTESIZE)); 　　　　} #ifdef ADISKMODE 　　//3.補充剩余的軟盤字節為0 　　DWORD dwRet = FLOPYBYTESIZE-count; 　　pBuf = new byte[dwRet]; 　　memset(pBuf,0,dwRet); 　　outfile.Write (pBuf,dwRet); 　　delete[] pBuf; #endif 　　 outfile.Close() ; 　　//end 顯示設置　　省略 … 　　　　return 0; }

3.2 寫鏡像文件到軟盤代碼

基本原理是讀取生成的鏡像文件,然後把其寫入軟盤啟動器A中, 具體的代碼請參考(省略了部分不關鍵代碼):

//寫鏡像文件到軟驅

UINT FuncWriteFlopy(LPVOID pDialog) { 　　//begin 顯示設置　　省略… 　　　　int nTotalBlocks = 80*18*2; 　　//1.打開A驅動器　　HANDLE　　hFile = CreateFile(_T("\\\\.\\A:"), 　　　　GENERIC_WRITE, 　　　　FILE_SHARE_WRITE, 　　　　NULL, 　　　　 OPEN_EXISTING, 　　　　0, 　　　　NULL); 　　if (hFile==NULL) 　　{ 　　　　sOut = _T("不能打開驅動器 A");//… 　　　　return -1; 　　} 　　 PBYTE pBuffer = (PBYTE)malloc(BlOCKSIZE); 　　if(pBuffer==NULL) 　　{ 　　　　sOut = _T("開辟內存空間失敗! ");//… 　　　　return -1; 　　} 　　memset (pBuffer,0,BlOCKSIZE); 　　//2.打開鏡像文件　　CFile fInFile; 　　BOOL b = fInFile.Open(pCurDlg->m_ImgFileName, CFile::modeRead); 　　if(!b) 　　{ 　　　　sOut.Format (_T("不能打開鏡像文件%s!"),pCurDlg->m_ImgFileName); 　　　　… 　　　　　　return -1; 　　} 　　//3.分塊寫入鏡像文件　　DWORD dwImgLen = fInFile.GetLength (); 　　for(int i=0;i<nTotalBlocks;i++) 　　{ 　　　　DWORD dwLen=0; 　　　　fInFile.Read(pBuffer, BlOCKSIZE); 　　　　WriteFile(hFile, pBuffer, BlOCKSIZE, &dwLen, NULL); #ifndef ADISKMODE 　　　　if((DWORD)((i+1)*BlOCKSIZE) >=dwImgLen) break;//鏡像文件寫入完畢 #endif 　　　　if (dwLen!=BlOCKSIZE) 　　　　{ 　　　　　　sOut.Format(_T ("寫入鏡像文件%s失敗,請檢查軟驅!"),pCurDlg- >m_ImgFileName); 　　　　　　//… 　　　　　　 return -1; 　　　　} 　　　　pProgCtrl->SetPos ((int)(i*100/nTotalBlocks)); 　　} 　　//4.關閉文件　　fInFile.Close(); 　　CloseHandle(hFile); 　　free (pBuffer); 　　//end 顯示設置　　pProgCtrl- >SetPos(100); 　　sOut.Format(_T("鏡像文件%s寫入軟驅成功!"),pCurDlg->m_ImgFileName); 　　//… 　　 return 0; }

4、操作系統編寫

4.1 PC機啟動基本原理

(1) 開啟電源後, 機器就會開始執行ROM BIOS的一系列系統測試動作，包括檢查RAM，keyboard，顯示器，軟硬磁盤等等。

(2)執行完BIOS的系統測試之後，緊接著控制權會轉移給ROM中的啟動程序(ROM bootstrap routine) ；這個程序會將磁盤上的第0軌第0扇區（叫boot sector或MBR ，系統的引導程序就放在此處）讀入內存中，並放到自0x07C0:0x0000開始的512個字節處；然後處理機將跳到此處開始執行這一引導程序；也即裝入MBR中的引導程序後， CS:IP = 0x07C0:0x0000 。

注意: 如果這個扇區的最後兩個字節是 "55 AA"，那麼這就是一個引導扇區。如果最後兩個字節不是 "55 AA"，那麼BIOS 就檢查下一個磁盤驅動器。

4.2 基本編譯工具選擇

NASM:編寫系統級匯編代碼的絕好的工具,而且分別支持 Windows和Linux系統。本來原來用TASM編譯的，可發現在編寫的讀取硬盤扇區的匯編代碼裁剪去512字節的DOS頭後居然不能還運行，郁悶了好多天，都沒有解決，而用NASM編譯出來可以的，所以決定改用NASM。

4.3 引導代碼編寫

文件boot.asm，具體代碼及注釋

org 07c00h　 ; 程序會被加載到 7c00處，所以需要這一句 mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax Call DispStr　 ; 調用顯示字符串例程 jmp $　 ; 無限循環 DispStr: mov ax, BootMessage mov bp, ax　 ; ES:BP = 串地址 mov cx, 16　 ; CX = 串長度 mov ax, 01301h　; AH = 13h,　AL = 01h mov bx, 000ch　; 頁號為0(BH = 0) 黑底紅字(BL = 0Ch,高亮) mov dl, 0 int 10h　 ; int 10h ret BootMessage:　 db　　" Hello, OS world!" times 510-($-$$) db　 0 ;填充剩下的空間，使生成的二進制代碼恰好為512字節 dw　0aa55h　 ; 引導扇區需要以55AA結束