30天自制操作系统日志第2天

操作系统实验日志学号201608010520姓名甘昆禄专业年级班级智能1601实验日期208.09.29实验项目第2天：汇编语言学习与Makefile入门一、实验主要内容1.首先下了一个文本编辑器，真的厉害，我们看看。HTML可以辨别和显示C和C++肯定也行二进制的镜像文件也可以打开修改，这里输入字母二进制文件自动修改了，很可以，不过在第五行再加字母就会出错。2.学寄存器和汇编语言诶我们学计算机的寄存器真的哪里都学过，每个课几乎都重新提一遍，特别电路逻辑已经很细致的讲了结构，系统课讲了CPU寄存器的用法。所以我觉得有点多余，不过巩固下知识也可以。用个例子说寄存器，我们把计算机看做一个机器人，CPU就是大脑，寄存器是大脑里的记忆单元，而内存和硬盘对计算机来说，只是一个柜子，一个存储东西（数据）的大柜子，机器人只能进行数据处理，按照人的指令执行。指令已经固化在大脑CPU内部，但数据存储在柜子里，这个柜子分为许多小格，每个小格都编了一个号，第一个小格叫0号，第二个叫1号，以此类推，每个小格存储一个字节。抽象来讲，是一个一维的线性数组。一个小格是8bit一个字节，2个小格是2个字节，CPU可以操作1个，2个，4个，8个格子，比如AL（1），AX（2），EAX（4），RAX（8）。对CPU来说，内存和硬盘就是一个（数字）地址而已。显存，IO地址，U盘也是地址，存取内存比寄存器慢很多，所以编写程序尽量用寄存器存数，而不是内存地址。CPU的记忆单元-寄存器很少，只有几十上百个，每个寄存器都有一个名字，比如AX，BX,CX,DX,SP,BP,DI,DI等等，因为名正则言顺。寄存器只是一个存储单元，他只能存储东西（数据），我们对他所做的所有操作只有存数据在里面，还有从中取出数据。MOVAX,100就是把数据100存储在AX寄存器中，MOVSS,AX就是把AX中的数据取出来，并放到寄存器SS中。MOV指令对应一个机器指令01码，处理器有一个专门的译码电路逐条把这些01编码翻译为各种控制信号，然后控制其内部的电路完成一个个的运算或者是其它操作。MOVAX，2000H；将16位数据2000H传送到AX寄存器MOVAL，20H；将8位数据20H传送到AL寄存器MOVAX，BX；将BX寄存器的16位数据传送到AX寄存器MOVAL，[2000H]；将2000H单元的内容传送到AL寄存器需要注意的是：（1）两个存储单元之间不能直接传送数据，即：MOV指令只允许一个操作数在存储器中。MOV[SI]，[2000H]；这是错误的（2）MOV指令中立即数不能直接传送给段寄存器（CS、DS、SS、ES）和IP；段寄存器之间不能直接传送。MOVIP，2000H；这是错误的（3）CS和IP不能作为目的操作数。MOVCS，AX；这是错误的（4）MOV指令中立即数不能作目标操作数。MOV2000H，[SI]；这是错误的还还还讲了add，CMP,JE等我就不讲了。3.中断诶嘿，这个也是学过的，可能不同系统对应的中断号不同，但机制都是一样的，无非就是通过I/O的硬中断或系统的软中断让CPU暂时停止当前工作，转而去执行对应中断的程序，结束后继续执行原来的工作，这里软中断对应16号中断函数。而这些中断函数在出厂的时候就已经写在了BIOS（基本输入输出系统）程序装在了芯片里。电脑启动后，CPU把BIOS程序调入内存某个地址emmm……是的4.简述汇编程序作用效果主体如下：entry:MOVAX,0MOVSS,AXMOVSP,0x7c00MOVDS,AXMOVES,AXMOVSI,msgputloop:MOVAL,[SI]ADDSI,1CMPAL,0JEfinMOVAH,0x0eMOVBX,15INT0x10JMPputloopfin:HLTJMPfinmsg:DB0x0a,0x0aDBhello,worldDB0x0aDB0RESB0x7dfe-$DB0x55,0xaa前面entry部分就是寄存器的初始化，把程序加载到地址0X7c00（IBM大叔设的），然后放msg（这里是一个数据）地址到寄存器SI里，我们看到msg地址其实就是我们要开始输出的内容。首先是两个换行，然后就到那个字符串，那具体怎么输出看中间putloop。这里是用INT中断一个字符一个字符地输出，所以还用到了判断，当判断对应的字符不是0时，就不断的输出，否则就跳到fin地址，这里的HLT就是作者说的停止，CPU停止工作。我们看，当msg地址不断加1后会出现一个字符是0，诶符合停止输出的条件，这时就跳到了HLT指令，若没有I/O指令（鼠标电脑等），这时CPU是释放的，挺好。那么helloworld就是这么打印出来的，学到这总算是明白了。5.Makefile入门可能作者觉得很多bat文件太烦？诶想想不对，确实程序员们要简洁不然很容易弄乱的，这时候就需要聪明的批处理文件了。.Makefile入门---一个聪明的批处理文件ipl.bin:ipl.nasMakefile../z_tools/nask.exeipl.nasipl.binipl.lstMakeipl.bin;寻找后面两个依赖文件，执行汇编生成目标文件clean:-delipl.bin-delipl.lst；删除生成两个文件Makefile就很方便，把很多文件汇聚成了一个，文件、操作都简单了很多直接一个makerun就行了而且也不怕什么错误，无论怎样makeimg和makerun都不会错。二、遇到的问题及解决方法第二天主要还是理解和知识点吧，总的操作上并没有什么问题。1、输出显示的时候有点困惑，没有完全了解汇编代码是，不知道输出是怎样的形式，是瞬间一次同时输出，还是像数码管扫描输出。后来明白是一个字符一个字符的输出，知道命令结束。解决方法：主要是CMP指令理解错误了，以为是AL里地址为0时跳转，后来经老师提醒是对比对应的字符，当字符为0时跳转，我转回去看msg地址内容是看见0才恍然大悟。三、程序设计创新点1、为了确认我的猜测对不对，我对ipl.nas进行了修改，如下：这次我把CMP判断变成了1，结果不仅输出了helloworld，还输出了我后面的内容，直到比较到1.改为2后出现了乱码，程序差点崩（下次不试了），证明猜想正确四、实验心得体会总的来说这节对于有基础的我们并不难，汇编和计算机组成我们都有了解，虽然知识点多，但是学到新的东西还是挺少的。有INT指令吧，以前没学，关于控制显卡的中断的函数，挺有意思的。还有HTL，CPU停止指令。再有就是一些硬盘启动区、块的知识吧，还有Makefile也挺好玩的，感觉没那么简单这个批处理的没有后缀的文件。