[RUBY] Bonjour tout le monde!

introduction

[Dernière fois] Remplacement de "Hello, World! In assembly language" dans 1 par le langage C. L'exemple de programme est ici.

L'environnement de développement est le même que Dernière fois.

Zone de chargement de la sangle de coffre

Lorsque vous allumez votre PC, un logiciel appelé BIOS démarre. Lorsque l'initialisation du périphérique est terminée, ce BIOS charge le MBR (Master Boot Record) du périphérique de démarrage (FDD, HDD, etc.) dans la mémoire et transfère le contrôle au programme dans la zone MBR. Le programme de cette zone MBR s'appelle le chargeur d'amorçage.

Créer un programme

code16gcc.h indique à GCC que le programme est en mode 16BIT.

code16gcc.h

#ifndef _CODE16GCC_H_
#define _CODE16GCC_H_
__asm__(".code16gcc\n");
#endif

À l'aide de l'assembleur en ligne, créez un programme qui affiche "Hello, World!" De la même manière que Dernière fois.

hello.c

#include"code16gcc.h"

__asm__("jmp main");

#define TEXT_COLOR_WHITE 0x07

void print(const char *s)
{
  while(*s) {
    //Appelez la fonction BIOS et affichez un caractère à l'écran
    __asm__ __volatile__ ("int 0x10" : : "a"(0x0E00 | *s), "b"(TEXT_COLOR_WHITE));
    s++;
  }
}

void main(void) {
  print("Hello, World!");

  while(1) {
    //Arrêter le fonctionnement du processeur
    __asm__ __volatile__("hlt");
  }
}

Le BIOS charge le MBR à l'adresse 0x7C00 en mémoire. Par conséquent, la position de départ du programme est 0x7C00. La signature de démarrage (0xAA55) est comme une signature que le MBR est valide, sans la signature de démarrage, le MBR est traité comme non valide. La signature de démarrage se trouve dans MBR 510-511 octets. L'adresse mémoire de la signature de démarrage est l'adresse 0x7DFE (0x7C00 + 510 octets = 0x7DFE).

linker.ld

ENTRY(main);
SECTIONS
{
  /*Position de départ du programme*/
  . = 0x7C00;
  .data : { hello.o; }
  /*Signature de démarrage*/
  . = 0x7DFE;
  .sig : { SHORT(0xaa55); }
}

Créer un fichier binaire

Créez un fichier objet (hello.o) avec les informations de lien de bibliothèque standard (telles que les informations de débogage) supprimées.

#compiler
gcc -m32 -ffreestanding -fno-common -fno-builtin -fomit-frame-pointer -O2 -c -o hello.o hello.c

Créez un fichier binaire (hello.bin) à partir d'un fichier objet (hello.o) à l'aide d'un éditeur de liens.

#Créer un fichier binaire
ld -m elf_i386 -s -static -Tlinker.ld -nostdlib -nmagic --oformat binary -o hello.bin hello.o

Écrivez le fichier binaire sur l'image de la disquette de la même manière que Dernière fois. Si vous exécutez QEMU et que la sortie "Hello, World!" Est sortie, elle réussit.

Exécuter un exemple de programme

#Lancez et connectez-vous à Vagrant
host$ vagrant up
host$ vagrant ssh

#Exécuter un exemple de programme
vagrant$ cd /vagrant/hello-c
vagrant$ rake

Rakefile

OBJECT_FILE = 'hello.o'
BINARY_FILE = 'hello.bin'
IMAGE_FILE  = 'floppy.img'
LINKER_FILE = 'linker.ld'

task :default => :run

task :run => [ BINARY_FILE, IMAGE_FILE ] do
  sh "dd status=noxfer conv=notrunc if=#{BINARY_FILE} of=#{IMAGE_FILE}"
  sh "qemu -boot a -fda #{IMAGE_FILE} -curses -monitor stdio"
end

file BINARY_FILE => [ LINKER_FILE,  OBJECT_FILE ] do
  sh "ld -m elf_i386 -s -static -T#{LINKER_FILE} -nostdlib -nmagic --oformat binary -o #{BINARY_FILE} #{OBJECT_FILE}"
end

file IMAGE_FILE do
  sh "qemu-img create -f raw #{IMAGE_FILE} 1440K"
end

rule '.o' => '.c' do |t|
  sh "gcc -masm=intel -m32 -ffreestanding -fno-common -fno-builtin -fomit-frame-pointer -O2 -c -o #{t.name} #{t.source}"
end

rule '.s' => '.c' do |t|
  sh "gcc -S -masm=intel -m32 -ffreestanding -fno-common -fno-builtin -fomit-frame-pointer -O2 -c -o #{t.name} #{t.source}"
end

require 'rake/clean'
CLEAN.include([ '*.bin', '*.img', '*.o' ])

prime

Convertissons le langage C en langage assembleur et comparons-le avec le programme de Dernière fois. La commande suivante crée «hello.s» à partir de «hello.c».

cd /vagrant/hello-c-optimization
rake hello.s

Le programme suivant supprime les directives inutiles (.xxxx) pour plus de lisibilité. La syntaxe est légèrement différente entre les langages d'assemblage produits par NASM et GCC.

/vagrant/hello-c-optimization/hello.s

    .file   "hello.c"
    .intel_syntax noprefix
    .code16gcc

    jmp main
print:
    push    ebx
    mov edx, eax                 //Définissez l'adresse de début de la chaîne dans le registre EDX
    movzx   eax, BYTE PTR [eax]  //Obtenez un caractère de la chaîne et définissez-le dans le registre EAX
    test    al, al
    je  .L1
    mov ebx, 7                   //Couleur du texte (blanc)(0x07)
.L4:
    movsx   eax, al
    or  ah, 14                   //Dites au BIOS un affichage à un seul caractère(0x0E)
    int 0x10                     //Appelez une fonction dans le BIOS. Appel vidéo interruption.
    add edx, 1                   //Incrémenter le registre EDX
    movzx   eax, BYTE PTR [edx]  //Obtenez un caractère de la chaîne et définissez-le dans le registre EAX
    test    al, al
    jne .L4
.L1:
    pop ebx
    ret
.LC0:
    .string "Hello, World!"
main:
    mov eax, OFFSET FLAT:.LC0    //Définissez l'adresse de début de la chaîne dans le registre EAX
    call    print
.L8:
    hlt
    jmp .L8