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「作って理解するOS x86系コンピュータを動かす理論と実装」の演習用

testOS

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作って理解するOS x86系コンピュータを動かす理論と実装 | 林 高勲, 川合 秀実 を読んで作成した OS のコードをあげています

参考: サポートページ：作って理解するOS x86系コンピュータを動かす理論と実装：｜技術評論社

環境

• Bochs の 2.6.9 で挙動確認した
• アセンブラは NASM の 2.14.02 を使用
• Windows 環境ではなく、Mac 環境で作業（mac OS Catalina 10.15.1）
• 読んだ本は初版のもの（2019年10月9日初版、第1刷）

作成時のメモ

• 本と違う点など、作成時のメモを以下に記載します
• 全般に渡って挙動確認は Bochs のみ、実機での確認は行っていません

12章: 開発環境を構築する

• Bochs を利用することにした
  • バージョンは 2.6.9
  • brew install bochs
  • Windows ではなく、本に書かれているようなメニュー画面がないので、config file を設定する必要がある
    • 参考: The configuration file bochsrc
  • env 配下に .bochsrc ファイルを作成。12 章で設定されていそうな内容を記載した

ata0-master: type=disk, path=boot.img, mode=flat, cylinders=20, heads=2, spt=16, translation=auto
boot: disk

• 本に記載がある通り、ata0-0: specified geometry doesn't fit on disk image の警告は無視して、Booting from Hard Disk... のメッセージが出ることを確認した
• 起動オプションは本の指定通りとした
  • 参考: Using Bochs

bochs -q -f ../../env/.bochsrc -rc ../../env/cmd.init

• bat ファイルではなく sh ファイルとした
• env.bat と dev.bat は作らず、.zshrc で PATH を指定した。また Bochs を使う（QEMUを使わない）ため、boot.bat も作っていない
• 本と同様に、00_boot_only や 01_bpb などから box.sh 等を呼び出す想定で記載

13章: アセンブラによる制御構文と関数の記述例

• 記載の通り実装しただけ

14章: リアルモードでの基本動作を実装する

• 各ステップごとに実装し、挙動確認をした
• 14.9 で macro.s にある .cyln が .syln とタイポされてたので、.cyln にする。また、resw が reww とタイポされているので、resw にする
  • サポートページ に記載あり
• 14.12 で get_mem_info.s にメモリを確保する記述を追加する
  • サポートページ に記載あり
• 14.13 で kbc.s の KBC_Data_Read の loopnz を loopz に修正する
  • サポートページ に記載あり
• 14.16 で lba_chs は （read_lba.s ではなく）lba_chs.s という名前で保存する

15章: プロテクトモードへの移行を実現する

• 記載の通り実装しただけ

16章: プロテクトモードでの画面出力を実現する

• mac での画面拡大
  • システム環境設定で Accessibility から Zoom を選択して、キーボードからショートカットで拡大できるように設定する
• 16.10 で 23_draw_rect ではなく、24_draw_rect で作成する
  • サポートページ に記載あり

17章: 現在時刻を表示する

• 時刻の変化を確認する時、本に記載の通り、.bochsrc に cpu の設定を追加する
  • cpu: ips=60000000 の記載を追加して、確認した
  • 参考: Using Bochs

18章: プロテクトモードでの割り込みを実現する

• 18.2 の VECT_BASE は define.s に登録する
• 18.3 の macro.s の set_vect に if 文を追加する
  • サポートページ に記載あり

19章: マルチタスクを実現する

• 記載の通り実装しただけ

20章: 特権状態を管理する

• 記載の通り実装しただけ

21章: 小数演算を行う

• draw_line.s に USE_SYSTEM_CALL が定義されている場合の処理を追加

22章: ページング機能を利用する

• task_3.s の rose.n を 5、rose.d を 2 にして挙動を確認した（提供されているコードと揃えた）
• real 配下の memcpy.s を protect 配下にコピー

23章: コードを共有する

• 記載の通り実装しただけ

24章: ファイルシステムを利用する

• define.s に FAT1_START / FAT2_START などの変数を定義する
• テキストファイルの確認はしていない（挙動確認は Bochs のみ）

25章: モード移行を実現する

• 記載の通り実装しただけ

26章: ファイルの読み出しを実現する

• 記載の通り実装しただけ

27章: PC の電源を切る

• CTRL+ALT+END キーの処理は、45_fat_bios/kernel.s ではなく、46_acpi/kernel.s に記載する
• power_off.s の最初に "Power off..." のメッセージを表示する処理を入れる
• Ctrl + Alt + End の確認は Ctrl + Option + Fn + → で確認する

読書メモ

• 作って理解するOS - y-meguro's reading record に記載