Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

ExCode.ru - программирование на высоком уровне

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Ваш интернет-бизнес" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Октябрь 2005   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор
LedWorm

Статистика

1.422 подписчиков
-1 за неделю
←   Все выпуски   →

ExCode.ru - программирование на высоком уровне


Информационный Канал Subscribe.Ru
ExCode.ru - программирование на высоком уровне
Выпуск №10 ( 2005.10.02 )
Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Эта неделя была полна идей. Пришлось не мало потрудиться. Все это несколько сказалось на кол-ве статей и файлов на нашем сайте. Но зато эта неделя подарила нам новых интересных людей, которые непрочь поболтать на форуме forum.excode.ru. Приглашаю вас и я. Заходите, задавайте вопросы.
Сегодня для вас приготовил любопытнейшую статью о том как написать программу "Hello world". Вы думаете это легко? Все что вы знали об этом раньше - ошибка. Настоящее решение этой задачи приводится в статье "Real Hello World".


Новости копьютерного мира:
2005-09-26    Sky Commander - новый файловый менеджер
Компания NMZ Labs сообщает о выходе нового программного продукта Sky Commander. Программа предназначена для решения задачи простого и гибкого управления файлами, папками, архивами и FTP сайтами. Она предоставляет мощные средства для удобной работы с файлами, имея более 90 встроенных команд, утилит и инструментов.

2005-09-30    Microsoft исследует новые уязвимости в IE
Пользователи браузера Internet Explorer, одного из известнейших продуктов Microsoft вновь оказались легкой добычей злоумышленников, нашедших очередную лазейку в программе .

2005-09-26    Вирус для сотовых телефонов перескакивает на ПК
Обнаружен "троянский" вирус, который пытается перескочить из смартфонов в ПК - это один из первых случаев "перекрестного заражения" между двумя видами устройств, утверждает компания F-Secure.

2005-09-30    Google начал "дружить" с MediaPlayer
Компания Google сообщила о ряде новых усовершенствований в своей "видеослужбе". Теперь пользователям не потребуется скачивать специальный проигрыватель, для того, чтобы просмотреть предоставляемые компанией видеоматериалы.

2005-09-26    Тысячи интернет-игроков по всему миру "умерли" от виртуальной болезни
Участники онлайновой многопользовательской игры World of Warcraft столкнулись с необычным для существующего в рамках этой игры виртуального мира явлением: по игровому миру начал распространяться "мор", в результате которого тысячи игроков лишились своих игровых персонажей, которые заболели смертельной болезнью и "умерли", сообщает Lenta.ru.

2005-09-29    С "Яндекс.Деньгами" стало возможно работать через браузер
В четверг российская интернет-компания "Яндекс" представила обновленную версию своей популярной платежной интернет-системы "Яндекс.Деньги". Она отличается от старой тем, что платежами можно управлять через браузер (с помощью web-интерфейса), кроме того, она интегрирована с почтовой службой компании - для входа в платежную систему и почту используются одни и те же идентификационные данные.

2005-09-29    Microsoft сообщила о первой победе над пиратством в России
Компания Microsoft сообщила о достигнутых ей успехах по борьбе с компьютерным пиратством в России, пишет в четверг газета "Ведомости".

Газета приводит оценку гендиректора Microsoft в России Стена Биргера, согласно которой на российском рынке с июля 2004 года по июнь 2005 доля персональных компьютеров, проданных с нелицензионными операционными системами линейки Windows, составила 60% — на 12% меньше, чем за период с июля 2003 года по июнь 2004. По прогнозам компании, через год доля компьютеров с пиратскими Windows упадет еще на 5%. Биргер также сообщил, что продажи Microsoft за последний год выросли на 48%.

2005-09-30    Скандал с "интернет-трупами"
Министерство Вооруженных Сил США расследует сообщение о том, что некие солдаты из подразделений, расположенных в Ираке, в обмен на бесплатный доступ к порносайтам предоставили интернет-дельцам фотографии трупов иракцев.

2005-09-30    Яндекс обновил сервис "электронных кошельков"
29 сентября пользователи Интернета получили доступ к системе Яндекс.Деньги (http://money.yandex.ru). Теперь для того, чтобы воспользоваться электронным кошельком, достаточно иметь логин на Яндексе.

2005-09-27    Создатель Doom вернулся в индустрию игр
Джон Ромеро (John Romero) - один из известнейших создателей игр, принимавший участие в разработке знаменитых шедевров от ID Software - Wolfenshtein, Doom и Quake в период с 1991 по 1995 годы - несколько месяцев назад ушел из Midway Games, не доведя до конца начатый проект Gauntlet: Seven Sorrows.

Статья номера:

The Real Hello World.


Автор: Stanislav Ievlev, linux.ru.net

1. Идея (hello.c)

Изучение нового языка программирования начинается, как правило, с написания простенькой программы, выводящей на экран краткое приветствие типа "Hello World!". Например, для C это будет выглядить приблизительно так.



main()
{
printf("Hello World!\n");
}



Показательно, но совершенно не интересно. Программа, конечно работает, режим защищенный, но ведь для ее функционирования требуется ЦЕЛАЯ операционная система. А что если написать такой "Hello World", для которого ничего не надо. Вставляем дискетку в компьютер, загружаемся с нее и ..."Hello World". Можно даже прокричать это приветствие из защищенного режима.

Сказано - сделано. С чего бы начать?.. Набраться знаний, конечно. Для этого очень хорошо полазить в исходниках Linux и Thix. Первая система всем хорошо знакома, вторая менее известна, но не менее полезна.

Подучились? ... Понятно, что сперва надо написать загрузочный сектор для нашей мини-опрерационки (а ведь это именно мини-операционка). Поскольку процессор грузится в 16-разрядном режиме, то для созджания загрузочного сектора используется ассемблер и линковщик из пакета bin86. Можно, конечно, поискать еще что-нибудь, но оба наших примера используют именно его и мы тоже пойдет по стопам учителей. Синтаксис этого ассемблера немколько странноватый, совмещающий черты, характерные и для Intel и для AT&T (за подробностями направляйтесь в Linux-Assembly-HOWTO), но после пары недель мучений можно привыкнуть.

2. Загрузочный сектор (boot.S)

Сознательно не буду приводить листингов программ. Так станут понятней основные идеи, да и вам будет намного приятней, если все напишите своими руками.

Для начала определимся с основными константами.

START_HEAD = 0 - Головка привода, которою будем использовать.

START_TRACK = 0 - Дорожка, откуда начнем чтение.

START_SECTOR = 2 - Сектор, начиная с которого будем считывать наше ядрышко.

SYSSIZE = 10 - Размер ядра в секторах (каждый сектор содержит 512 байт)

FLOPPY_ID = 0 - Идентификатор привода. 0 - для первого, 1 - для второго

HEADS = 2 - Количество головок привода.

SECTORS = 18 - Количество дорожек на дискете. Для формата 1.44 Mb это количество равно 18.

В процессе загрузки будет происходить следующее. Загрузчик BIOS считает первый сектор дискеты, положит его по адресу 0000:0x7c00 и передаст туда управление. Мы его получим и для начала переместим себя пониже по адресу 0000:0x600, перейдем туда и спокойно продолжим работу. Собственно вся наша работа будет состоять из загрузки ядра (сектора 2 - 12 первой дорожки дискеты) по адресу 0x100:0000, переходу в защищенный режим и скачку на первые строки ядра. В связи с этим еще несколько констант:

BOOTSEG = 0x7c00 - Сюда поместит загрузочный сектор BIOS.

INITSEG = 0x600 - Сюда его переместим мы.

SYSSEG = 0x100 - А здесь приятно расположится наше ядро.

DATA_ARB = 0x92 - Определитель сегмента данных для дескриптора

CODE_ARB = 0x9A - Определитель сегмента кода для дескриптора.

Первым делом произведем перемещение самих себя в более приемлемое место.



cli
xor ax, ax
mov ss, ax
mov sp, #BOOTSEG
mov si, sp
mov ds, ax
mov es, ax
sti
cld
mov di, #INITSEG
mov cx, #0x100
repnz
movsw
jmpi go, #0 ; прыжок в новое местоположение
загрузочного сектора на метку go



Теперь необходимо настроить как следует сегменты для данных (es, ds) и для стека. Это конечно неприятно, что все приходится делать вручную, но что делать. Ведь нет никого в памяти компьютера, кроме нас и BIOS.



go:
mov ax, #0xF0
mov ss, ax
mov sp, ax ; Стек разместим как 0xF0:0xF0 = 0xFF0
mov ax, #0x60 ; Сегменты для данных ES и DS зададим в 0x60
mov ds, ax
mov es, ax



Наконец можно вывести победное приветствие. Пусть мир узнает, что мы смогли загрузиться. Поскольку у нас есть все-таки еще BIOS, воспользуемся готовой функцией 0x13 прерывания 0x10. Можно конечно презреть его и написать напрямую в видеопамять, но у нас каждый байт команды на счету, а байт таких всего 512. Потратим их лучше на что-нибудь более полезное.



mov cx,#18
mov bp,#boot_msg
call write_message



Функция write_message выгдядит следующим образом



write_message:
push bx
push ax
push cx
push dx
push cx
mov ah,#0x03 ; прочитаем текущее положение курсора,
дабы не выводить сообщения где попало.
xor bh,bh
int 0x10
pop cx
mov bx,#0x0007 ; Параметры выводимых символов :
видеостраница 0, аттрибут 7 (серый на черном)
mov ax,#0x1301 ; Выводим строку и сдвигаем курсор.
int 0x10
pop dx
pop cx
pop ax
pop bx
ret



А сообщение так



boot_msg:
.byte 13,10
.ascii "Booting data ..."
.byte 0


К этому времени на дисплее компьютера появится скромное "Booting data ..." . Это в принципе уже "Hello World", но давайте добьемся чуточку большего. Перейдем в защищенный режим и выведем этот "Hello" уже из программы написаной на C.

Ядро 32-разрядное. Оно будет у нас размещаться отдельно от загрузочного сектора и собираться уже gcc и gas. Синтаксис ассемблера gas соответсвует требованиям AT&T, так что тут уже все проще. Но для начала нам нужно прочитать ядро. Опять воспользуемся готовой функцией 0x2 прерывания 0x13.



recalibrate:
mov ah, #0
mov dl, #FLOPPY_ID
int 0x13 ; производим переинициализацию дисковода.
jc recalibrate
call read_track ; вызов функции чтения ядра
jnc next_work ; если во время чтения не произошло ничего
плохого то работаем дальше
bad_read:
; если чтение произошло неудачно то
выводим сообщение об ошибке
mov bp,#error_read_msg
mov cx,7
call write_message
inf1: jmp inf1 ; и уходим в бесконечный цикл.
Теперь нас спасет только ручная перезагрузка



Сама функция чтения предельно простая: долго и нудно заполняем параметры, а затем одним махом считываем ядро. Усложнения начнуться, когда ядро перестанет помещаться в 17 секторах ( то есть 8.5 kb), но это пока только в будущем, а пока вполне достаточно такого молниеносного чтения.



read_track:
pusha
push es
push ds
mov di, #SYSSEG ; Определяем
mov es, di ; адрес буфера для данных
xor bx, bx
mov ch, #START_TRACK ;дорожка 0
mov cl, #START_SECTOR ;начиная с сектора 2
mov dl, #FLOPPY_ID
mov dh, #START_HEAD
mov ah, #2
mov al, #SYSSIZE ;считать 10 секторов
int 0x13
pop ds
pop es
popa
ret



Вот и все. Ядро успешно прочитано и можно вывести еще одно радостное сообщение на экран.



next_work:
call kill_motor ; останавливаем привод дисковода
mov bp,#load_msg ; выводим сообщение
mov cx,#4
call write_message



Вот содержимое сообщения



load_msg:
.ascii "done"
.byte 0



А вот функция остановки двигателя привода.



kill_motor:
push dx
push ax
mov dx,#0x3f2
xor al,al
out dx,al
pop ax
pop dx
ret



На данный момент на экране выведено "Booting data ...done" и лампочка привода флоппи-дисков погашена. Все затихли и готовы к смертельному номеру - прыжку в защищенный режим.

Для начала надо включить адресную линию A20. Это в точности означает, что мы будем использовать 32-разрядную адресацию к данным.



mov al, #0xD1 ; команда записи для 8042
out #0x64, al
mov al, #0xDF ; включить A20
out #0x60, al



Выведем предупреждающее сообщение, о том, что переходим в защищенный режим. Пусть все знают, какие мы важные.



protected_mode:
mov bp,#loadp_msg
mov cx,#25
call write_message

(Сообщение:

loadp_msg:
.byte 13,10
.ascii "Go to protected mode..."
.byte 0
)

Пока еще у нас жив BIOS, запомним позицию курсора и сохраним ее в известном месте ( 0000:0x8000 ). Ядро позже заберет все данные и будет их использовать для вывода на экран победного сообщения.



save_cursor:
mov ah,#0x03 ; читаем текущую позицию курсора
xor bh,bh
int 0x10
seg cs
mov [0x8000],dx ;сохраняем в специальном тайнике



Теперь внимание, запрещаем прерывания (нечего отвлекаться во время такой работы) и загружаем таблицу дескрипторов



cli
lgdt GDT_DESCRIPTOR ; загружаем описатель таблицы
дескрипторов.


У нас таблица дескрипторов состоит из трех описателей: Нулевой (всегда должен присутствовать), сегмента кода и сегмента данных



.align 4
.word 0
GDT_DESCRIPTOR: .word 3 * 8 - 1 ; размер таблицы
дескрипторов
.long 0x600 + GDT ; местоположение
таблицы дескрипторов
.align 2
GDT:
.long 0, 0 ; Номер 0: пустой
дескриптор
.word 0xFFFF, 0 ; Номер 8:
дескриптор кода
.byte 0, CODE_ARB, 0xC0, 0
.word 0xFFFF, 0 ; Номер 0x10:
дескриптор данных
.byte 0, DATA_ARB, 0xCF, 0



Переход в защищенный режим может происходить минимум двумя способами, но обе ОС , выбранные нами для примера (Linux и Thix) используют для совместимости с 286 процессором команду lmsw. Мы будем действовать тем же способом



mov ax, #1
lmsw ax ; прощай реальный режим. Мы теперь
находимся в защищенном режиме.
jmpi 0x1000, 8 ; Затяжной прыжок на 32-разрядное ядро.



Вот и вся работа загрузочного сектора - немало, но и немного. Теперь мы попрощаемся с ним и направимся к ядру.

В конце ассемблерного файла полезно добавить следующую инструкцию.



.org 511
end_boot: .byte 0



В результате скомпилированный код будет занимать ровно 512 байт, что очень удобно для подготовки образа загрузочного диска.

3. Первые вздохи ядра (head.S)

Ядро к сожалению опять начнется с ассемблерного кода. Но теперь его будет совсем немного.

Мы собственно зададим правильные значения сегментов для данных (ES, DS, FS, GS). Записав туда значение соответствующего дескриптора данных.



cld
cli
movl $(__KERNEL_DS),%eax
movl %ax,%ds
movl %ax,%es
movl %ax,%fs
movl %ax,%gs



Проверим, нормально ли включилась адресная линия A20 простым тестом записи. Обнулим для чистоты эксперимента регистр флагов.



xorl %eax,%eax
1: incl %eax
movl %eax,0x000000
cmpl %eax,0x100000
je 1b
pushl $0
popfl



Вызовем долгожданную функцию, уже написанную на С.

call SYMBOL_NAME(start_my_kernel)

И больше нам тут делать нечего.

inf: jmp inf

4. Поговорим на языке высокого уровня (start.c)

Вот теперь мы вернулись к тому с чего начинали рассказ. Почти вернулись, потому что printf() теперь надо делать вручную. поскольку готовых прерываний уже нет, то будем использовать прямую запись в видеопамять. Для любопытных - почти весь код этой части , с незначительными изменениями, повзаимствован из части ядра Linux, осуществляющей распаковку (/arch/i386/boot/compressed/*). Для сборки вам потребуется дополнительно определить такие макросы как inb(), outb(), inb_p(), outb_p(). Готовые определения проще всего одолжить из любой версии Linux.

Теперь, дабы не путаться со встроенными в glibc функциями, отменим их определение

#undef memcpy

Зададим несколько своих

static void puts(const char *);
static char *vidmem = (char *)0xb8000; /*адрес видеопамати*/
static int vidport; /*видеопорт*/
static int lines, cols; /*количество линий и строк на экран*/
static int curr_x,curr_y; /*текущее положение курсора */

И начнем, наконец, писать код на языке высокого уровня... правда с небольшими ассемблерными вставками.



/*функция перевода курсора в положение (x,y). Работа ведется через ввод/вывод в видеопорт*/

void gotoxy(int x, int y)
{
int pos;
pos = (x + cols * y) * 2;
outb_p(14, vidport);
outb_p(0xff & (pos >> 9), vidport+1);
outb_p(15, vidport);
outb_p(0xff & (pos >> 1), vidport+1);
}

/*функция прокручивания экрана. Работает, используя прямую запись в видеопамять*/

static void scroll()
{
int i;
memcpy ( vidmem, vidmem + cols * 2, ( lines - 1 ) * cols * 2 );
for ( i = ( lines - 1 ) * cols * 2; i < lines * cols * 2; i += 2 )
vidmem = ' ';
}

/*функция вывода строки на экран*/

static void puts(const char *s)
{
int x,y;
char c;
x = curr_x;
y = curr_y;
while ( ( c = *s++ ) != '\0' ) {
if ( c == '\n' ) {
x = 0;
if ( ++y >= lines ) {
scroll();
y--;
}
} else {
vidmem [ ( x + cols * y ) * 2 ] = c;
if ( ++x >= cols ) {
x = 0;
if ( ++y >= lines ) {
scroll();
y--;
}
}
}
}
gotoxy(x,y);
}

/*функция копирования из одной области памяти в другую. Заместитель стандартной функции glibc */

void* memcpy(void* __dest, __const void* __src,
unsigned int __n)
{
int i;
char *d = (char *)__dest, *s = (char *)__src;
for (i=0;i<__n;i++) d = s;
}

/*функция издающая долгий и протяжных звук. Использует только ввод/вывод в порты поэтому очень полезна для отладки*/

make_sound()
{
__asm__("
movb $0xB6, %al\n\t
outb %al, $0x43\n\t
movb $0x0D, %al\n\t
outb %al, $0x42\n\t
movb $0x11, %al\n\t
outb %al, $0x42\n\t
inb $0x61, %al\n\t
orb $3, %al\n\t
outb %al, $0x61\n\t
");
}
/*А вот и основная функция*/
int start_my_kernel()
{
/*задаются основные параметры */
vidmem = (char *) 0xb8000;
vidport = 0x3d4;
lines = 25;
cols = 80;
/*считывается предусмотрительно сохраненные координаты курсора*/
curr_x=*(unsigned char *)(0x8000);
curr_y=*(unsigned char *)(0x8001);
/*выводится строка*/
puts("done\n");
/*уходим в бесконечный цикл*/
while(1);
}



Вот и вывели мы этот "Hello World" на экран. Сколько проделано работы, а на экране только две строчки

Booting data ...done
Go to proteсted mode ...done

Немного, но и немало. Закричала новая операционная система. Мир с радостью воспринял ее. Кто знает, может быть это новый Linux ...

5. Подготовка загрузочного образа (floppy.img)

Итак, подготовим загрузочный образ нашей системки.

Для начала соберем загрузочный сектор.

as86 -0 -a -o boot.o boot.S
ld86 -0 -s -o boot.img boot.o

Обрежем 32 битный заголовок и получим таким образом чистый двоичный код.

dd if=boot.img of=boot.bin bs=32 skip=1

Соберем ядро

gcc -traditional -c head.S -o head.o
gcc -O2 -DSTDC_HEADERS -c start.c

При компоновке НЕ ЗАБУДБЬТЕ параметр "-T" он указывает относительно которого смещения вести расчеты, в нашем случае поскольку ядро грузится по адресy 0x1000, то и смещение соотетствующее

ld -m elf_i386 -Ttext 0x1000 -e startup_32 head.o start.o -o head.img

Очистим зерна от плевел, то есть чистый двоичный код от всеческих служебных заголовков и комментариев

objcopy -O binary -R .note -R .comment -S head.img head.bin

И соединяем воедино загрузочный сектор и ядро

cat boot.bin head.bin >floppy.img

Образ готов. Записываем на дискетку (заготовьте несколько для экспериментов, я прикончил три штуки) перезагружаем компьютер и наслаждаемся.

cat floppy.img >/dev/fd0

6. Е-мое, что ж я сделал (...)

Здорово, правда? Приятно почувствовать себя будущим Торвальдсом или кем-то еще. Красная линия намечена, можно смело идти вперед, дописывать и переписывать систему. Описанная процедура пока что едина для множества операционных систем, будь то UNIX или Windows. Что напишете Вы? ... не знает не кто. Ведь это будет Ваша система.


Новые статьи на сайте ExCode.ru:
НазваниеРаздел
I Олимпиада школьников Ленинграда по информатикеЗадачи » Без решений
II Олимпиада школьников Ленинграда по информатикеЗадачи » Без решений
Конвертирование графических форматов (часть 2)Delphi/Pascal » Мультимедиа
Пишем файл-броузер.С / С++ » Сеть
Рисование в DC. Как избежать ошибок.С / С++ » Мультимедиа
The Real Hello World.С / С++
Создание, изменение и удаление таблицDelphi/Pascal » Базы данных
Работа с графикой, заливка фонаDelphi/Pascal » Мультимедиа
Процедуры и функцииDelphi/Pascal » Общие
Исключительные ситуацииDelphi/Pascal » Общие
CSS - Каскадные таблицы стиляWeb

Новые файлы на сайте ExCode.ru:
Файлов нет!
Анекдоты о программистах:

Переехал программист из России в Северную Америку. Посылает своим родственникам оттуда посылку. Родственники удивилиcь - он обычно только на Новый Год посылки шлет, а тут до Нового Года еще 2 месяца, да и посылка еще в такой коробке, что слона можно поместить. вскрывают коробку, она оказывается изнутри пустая, только на самом дне какая то бумажка лежит. Достают они ее и видят что на бумажке написано: "Test".


Hе откладывайте покупку М$ Office 97 на завтpа...Лучше отложите ее HАВСЕГДА!


Вопрос в кроссворде:
- Язык програмирования из трех букв.
Ответ:
- c++


Послесловие:

Объявление сайту ExCode.ru по прежнему требуются, модераторы, ведущие разделов, ведущие рассылки. Люди, испытывающие любовь к программированию, люди, которым не чужда работа в команде. Всех заинтересовавшихся прошу писать на ledworm (a) excode.ru или стучите в асю 279869

Предлагаем обменяться ссылками с сайтами компьютерной тематики.
Разместите нашу ссылку у себя на сайте и пришлите письмо с адресом страницы на которой размещена наша ссылка и кодом своей ссылки. После проверки модератором мы добавим Ваш код на свой сайт.

Код нашей ссылки: <a href="http://www.excode.ru" >ExCode.ru - программирование на высоком уровне: программы, статьи, исходники, компоненты</a>

Код нашего банера (88x31): <a href=http://www.excode.ru/><img src=http://www.excode.ru/excode.gif width=88 height=31 border=0 alt="ExCode.ru - программирование на высоком уровне: программы, статьи, исходники, компоненты"></a>

Спасибо за внимание!

Ведущий рассылки: LedWorm
ExCode.ru 2005
Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора 		Подписан адрес:
Код этой рассылки: comp.soft.prog.excode
Архив рассылки 		Отписаться
Вспомнить пароль
В избранное