程序的载入和运行（五）——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记25

前面几篇博文最终把代码分析完了。这篇就来说说代码的编译、运行和调试。

1.代码的编译及写入镜像文件

之前我们都是在命令行输入命令进行编译和写入。源文件少的时候还不认为麻烦，当源文件多了，就会认为特别麻烦。有没有简单的方法呢？

当然有，就是用make工具。

1.1.什么是make工具

make是一个命令工具，它解释Makefile中的指令。在Makefile文件里描写叙述了整个project全部文件的编译顺序、编译规则。

注意：make命令不只用于编译程序。不管何时，当须要通过多个输入文件来生成输出文件时，我们都能够利用它来完毕任务。

1.2.关于Makefile

Makefile有自己的书写格式、关键字、函数。

像C语言有自己的格式、关键字和函数一样。

并且在Makefile中能够使用系统shell所提供的不论什么命令来完毕想要的工作。

以上不过非常简略地对make和Makefile进行介绍。

关于他们的使用。能够搜索相关关资料来学习。

1.3.针对第13章源文件的Makefile

1.3.1.我的Makefile文件

BIN = c13_mbr.bin c13_core.bin c13.bin empty

A_DIR = /home/cjy/a.img

C_DIR = /home/cjy/c.img

all:$(BIN)

.PHONY:all clean

c13_mbr.bin:c13_mbr.asm

    nasm $< -o $@

    dd if=$@ of=$(A_DIR)

c13_core.bin:c13_core.asm

    nasm $< -o $@

    dd if=$@ of=$(C_DIR) bs=512 seek=1 conv=notrunc

c13.bin:c13.asm

    nasm $< -o $@

    dd if=$@ of=$(C_DIR) bs=512 seek=50 conv=notrunc

empty:diskdata.txt

    dd if=$< of=$(C_DIR) bs=512 seek=100 conv=notrunc

    touch $@

clean:

    $(RM) $(BIN)

这就是我自己的写的Makefile。至于为什么这样写，还有Makefile的入门知识。我以后会写博文来介绍。

1.3.2.使用说明

1. 依据自己的Bochs的配置文件里A盘和C盘的路径改动A_DIR=和C_DIR=后面的路径；
2. 把改动后的内容保存为文本文件，命名为Makefile,放在第13章的文件夹下；例如以下图所看到的：
   
   
3. 在命令行键入make,回车，坐等编译和写入完毕。例如以下图所看到的：
   
   
   
   能够看到，我们须要的.bin文件都生成了，对A盘和C盘的写入也完毕了。

2.运行结果

最终能够看结果了，我们启动Bochs，运行结果如图：

3.在源代码的基础上修改动改

只得到书上的结果是不够的，不爱折腾的程序猿不是好程序猿。

3.1.写代码就像写作文

我认为写代码和写作文是一样一样的。想想我们大多数人学写作文的过程：開始不会写。怎么办？抄呗。

（这个就是学习人家的源代码。跑出人家的结果。

）再然后呢。我们不是全抄。而是在人家的基础上改动成自己的。（这个就是我们如今要做的事情，在人家代码的基础上加上自己的想法，看看结果会怎么样。）最后呢。我们不须要抄了，上了考场就能够自己写出来，结果得分还挺高。（这就是我们的终极目标。博採众长。自成一家。）

我针对第13章的代码。制作了自己的补丁包。有须要的朋友能够去下载。下载地址是：

http://download.csdn.net/detail/u013490896/9486717

或者

https://github.com/LeslieChe/from-real-mode-to-protected-mode

接下来。我会针对补丁包，对改动的部分加以解说。

3.2.让字符显示出不同的颜色

看了上面的运行结果。你是否认为颜色有点单调？好的。我们改动源代码。把字符的属性作为參数传给过程。

首先我们定义一些常量。表示不同的颜色。

     ;字符属性（都是黑底）

     GREEN         equ 0x02

     RED           equ 0x04

     BLUE_LIGHT    equ 0x09

     YELLOW        equ 0x0e

put_string:   ;字符串显演示样例程

              ;显示0终止的字符串并移动光标

              ;输入：(1)  push 属性值

              ;     (2)  DS:EBX=串地址

除了要把字符串的首地址传入DS:EBX之外，还要压入属性值。

在Beyond Compare软件中比較改动后和改动前的差异，例如以下图

另外，过程put_char有两个地方须要改动。第二个地方是一个小BUG.

这样改动后。我们调用put_string的时候，须要先压栈字符属性。

例如以下图：

改动后的运行效果例如以下图：

3.3.对过程put_hex_dword的改动

3.3.1.配书源代码解说

之前的博文没有解说这个过程，所以先说一下这个过程。

源代码是：

201;汇编语言程序是极难一次成功，并且调试非常困难。这个例程能够提供帮助

202put_hex_dword:                              ;在当前光标处以十六进制形式显示

203                                            ;一个双字并推进光标

204                                            ;输入：EDX=要转换并显示的数字

205                                            ;输出：无

206         pushad

207         push ds

208

209         mov ax,core_data_seg_sel           ;切换到核心数据段

210         mov ds,ax

211

212         mov ebx,bin_hex                    ;指向核心数据段内的转换表

213         mov ecx,8

214  .xlt:

215         rol edx,4

216         mov eax,edx

217         and eax,0x0000000f

218         xlat

219

220         push ecx

221         mov cl,al

222         call put_char

223         pop ecx

224

225         loop .xlt

226

227         pop ds

228         popad

229         retf

374         bin_hex          db '0123456789ABCDEF'

这段代码的原理非常easy。EDX寄存器是32位的，从右到左，4位一组，一共分成8组。

每组的值都在0x0~0xF之间，我们把它的值转换成相应的字符0~F;

第218行用了查表指令xlat，该指令要求事先在DS:EBX（32位模式）或者DS:BX（16位模式）处存放一张表格。指令运行时，用AL的值作为偏移量，从表格相应位置取回一个字节。传送到AL;举例来说，如果在DS:EBX处存放了第374行定义的表格，那么当AL=0的时候。运行xlat后。AL中的值就是字符0的ASCII码。

第215行用了循环左移指令rol，第一次循环将EDX的高4位移到最右边，和0x0000_000F相与，于是AL中就得到高四位相应的值，然后查表，就得到相应的字符。

第221~222，把这个字符打印到屏幕上（打印位置是当前光标所在处，并推进光标）。

3.3.2.我的改动

改动前，如果在用户程序中。我们要输出寄存器EAX的值，那么我们须要

    mov edx,eax

    call far [fs:put_hex_dword]

如今我希望能够这么用：

    push 'eax'

    push eax

    call far [fs:put_hex_dword]

也就是通过栈传递參数，第一个參数是字符串'eax'，第二个參数是寄存器EAX的值。

运行效果例如以下（浅蓝色第一行）：

或许有的朋友会奇怪。push 'eax'这样的写法能够吗？

对于NASM编译器，这样的写法是同意的。'eax'属于字符常数。

一个字符常数最多由包括在双引號或单引號中的四个字符组成。一个具有多个字符的字符常数会被序列化成小端序。

    mov eax,'abcd'

相当于

    mov eax,0x64636261

所以。我们能够把'eax'这样的字符常数压入栈中（由于在32位模式下，所以默认按4个字节压入，最高位会补零）。作为參数传递给过程。在过程中把这个參数的每一个字符提取出来。显示在屏幕上。

下图显示这个过程的第一处改动：

从标号.p_char到.ok之间的代码。就是从栈中依次取出我们要显示的字符（遇到0值为止）。输出到屏幕。

.ok后面的2行，是为了打印等号=;

这个过程的第二处改动例如以下图：

3.3.3.本地Label

在源代码中，会发现作者在非常多地方都使用了以.开头的标号，这样的标号属于本地标号。

下面摘自NASM的官方手冊

http://www.nasm.us/doc/nasmdoc3.html#section-3.9

label1  ; some code

.loop

        ; some more code

        jne     .loop

        ret

label2  ; some code

.loop

        ; some more code

        jne     .loop

        ret

我认为这样做能够方便用户。不用为给label起名字而伤脑筋。

3.4.符号表的重定位

我的博文

程序的载入和运行（三）——《x86汇编语言：从实模式到保护模式》读书笔记23

已经指出在重定位符号表的时候，有一个小BUG.

我准备增加调试信息打印，证明这确实是一个BUG,同一时候也证明我的改动是对的。

第575~583行。我增加了一些代码，用于打印将要比較的用户符号和内核符号。



运行完573行时候。DS:ESI指向了内核符号表的某个条目，ES:EDI指向了用户符号表的某个条目。红色代码就是把这两个条目打印到屏幕上，左边是用户符号，右边是内核符号。

过程put_usr_salt的代码例如以下：

输入：push 属性

     es:ebx 中是符号的起始地址

输出：无

64  put_usr_salt:  ;打印用户的符号

65          push ecx

66          mov ebp,esp

67          mov ch,[ebp+3*4]

68      .getc:    ;本地Label

69          mov cl,[es:ebx]

70          or cl,cl

71          jz .out

72          call put_char

73          inc ebx

74          jmp .getc

75      .out:

76          mov cl,0x20

77          call put_char

78          call put_char

79          call put_char

80          call put_char ;打印四个空格

81

82          pop ecx

83          retf 4

67：从栈中取得属性值

68~74：用于打印以0结尾的字符串。

76~80：用于打印4个空格。

过程put_core_salt的代码相似。这里不再赘述。

看一下运行效果吧：



左边黄色的是用户符号。右边红色的是内核符号。我们能够清晰地看到符号的比較过程：

@TerminateProgram比較了2次后匹配上了；

@ReadDiskData比較了2次后匹配上了；

@PrintDwordAsHexString比較了3次才匹配上。

这篇博文就到这里。

下篇博文，会讲NASM的条件编译，Makefile的一些改动。另外还有13章的习题。敬请期待…