Cara Membuat Dan Sistem Operasi
Daftar Isi
Rekonstruksi Tutorial 14 ......................................................................................................................... 4
General Setup ..................................................................................................................................... 4
General Step........................................................................................................................................ 6
Results ............................................................................................................................................... 11
Pelaksanaan Tutorial 19 ........................................................................................................................ 13
Pelaksanaan Tutorial 22 ........................................................................................................................ 15
Fungsi Aritmatika .................................................................................................................................. 17
Fungsi Modifikasi File dan Informasi File .............................................................................................. 24
Referensi ............................................................................................................................................... 25
Lampiran ............................................................................................................................................... 25
Kesimpulan............................................................................................................................................ 46
Saran ..................................................................................................................................................... 46
Pembagian Kerja ................................................................................................................................... 46
Daftar Gambar
Gambar 1 Menambahkan NASM pada W7 32-bit (berlaku sama untuk W8.1 64-bit) ........................... 5
Gambar 2 Instalasi standar ImDisk pada W8.1 64-bit ............................................................................ 5
Gambar 3 Konfigurasi mkbt pada W8.1 64-bit ....................................................................................... 6
Gambar 4 Instalasi Bochs ........................................................................................................................ 6
Gambar 5 Virtual Floppy Disk dengan VFD ............................................................................................. 7
Gambar 6 Build Solution pada VS 2013 .................................................................................................. 9
Gambar 7 Run OS on Bochs .................................................................................................................. 10
Gambar 8 Hasil pada W7 32-bit ............................................................................................................ 11
Gambar 9 Hasil 1 pada W8.1 64-bit ...................................................................................................... 12
Gambar 10 Hasil 2 pada W8.1 64-bit .................................................................................................... 12
Gambar 11 DebugPrintf()...................................................................................................................... 12
Gambar 12 Hasil Tutorial 14 pada W8.1 64-bit .................................................................................... 13
Gambar 13 Hasil pada W7 32-bit .......................................................................................................... 14
Gambar 14 Hasil Tutorial 19 pada Windows 8.1 64-bit ........................................................................ 14
Gambar 15 Error pada Tutorial 22 ........................................................................................................ 16
Gambar 16 Error Handling Tutorial 22 .................................................................................................. 16
Gambar 17 Hasil Tutorial 22 ................................................................................................................. 17
Rekonstruksi Tutorial 14
Pengerjaan tugas besar kami awali dengan mengulang kembali tugas kecil yang sebelumnya belum
dikerjakan dengan sempurna. Hal ini terjadi karena adanya hambatan dalam build KRNL32.EXE.
Setelah melakukan evaluasi, akhirnya kami dapat menyelesaikan tutorial ini.
Langkah pertama yang kami lakukan adalah memastikan semua tools yang dibutuhkan untuk
melakukan tutorial ini sudah tersedia. Berikut merupakan daftar tools yang dibutuhkan, dalam
tutorial ini maupun tutorial berikutnya, bergantung pada environment yang digunakan.
1. Pengembangan dalam Windows 32-bit
a. NASM
NASM adalah sebuah assembler dari sebuah file dengan ekstensi .asm.
b. VFD
VFD adalah sebuah alat bantu pembuat virtual floppy drive.
c. PartCopy
PartCopy adalah sebuah alat bantu yang dalam tutorial ini digunakan untuk
assigning bootloader pada virtual floppy drive.
d. Bochs
Sebuah PC Emulator untuk mensimulasikan OS yang dibuat dalam tutorial
Brokenthorn.
e. Visual Studio
IDE pengembangan berbasis C++.
2. Pengembangan dalam Windows 64-bit
a. NASM
NASM adalah sebuah assembler dari sebuah file dengan ekstensi .asm.
b. ImDisk
ImDisk adalah sebuah alat bantu pembuat virtual floppy drive.
c. mkbt
mkbt adalah sebuah alat bantu yang dalam tutorial ini digunakan untuk assigning
bootloader pada virtual floppy drive.
d. Bochs
Sebuah PC Emulator untuk mensimulasikan OS yang dibuat dalam tutorial
Brokenthorn.
e. Visual Studio
IDE pengembangan berbasis C++.
Pelaksanaan Tutorial ini dilakukan dalam seluruh laptop dari anggota kelompok dengan spesifikasi
yang berbeda-beda. Salah satu spesifikasi yang paling signifikan adalah environment atau arsitektur
yang digunakan. Ricko menggunakan Windows 7 32-bit. Sedangkan Rizal, Hilman, dan Ghani
menggunakan Windows 8.1 64-bit. Perbedaan ini membuat adanya perbedaan dalam proses yang
dilalui untuk menghasilkan output yang sama. Berikut merupakan tahap-tahap pengembangan dari
masing-masing percobaan.
General Setup
Hal umum yang pertama kali harus dilakukan adalah dengan melakukan instalasi seluruh tools yang
dibutuhkan. Berikut merupakan detail dari proses instalasi keseluruhan tools
1. NASM
Setelah melakukan instalasi standar dengan menjalankan installer NASM, masukkan
direktori NASM pada PATH dalam environment variables.
Gambar 1 Menambahkan NASM pada W7 32-bit (berlaku sama untuk W8.1 64-bit)
2. Virtual Floppy Drive
Untuk Windows 7 32-bit, lakukan instalasi standar VFD. Begitu pula dengan ImDisk pada
Windows 8.1 64-bit.
Gambar 2 Instalasi standar ImDisk pada W8.1 64-bit
3. Bootsector Copier
Untuk Windows 7 32-bit, lakukan instalasi standar pada PartCopy. Sedangkan untuk mkbt
pada Windows 8.1 64-bit, extract mkbt.zip yang telah diunduh pada suatu direktori. Lalu
masukkan direktori tersebut ke dalam PATH pada environment variables seperti pada
gambar berikut.
Gambar 3 Konfigurasi mkbt pada W8.1 64-bit
4. PC Emulator
PC Emulator yang digunakan adalah Bochs 2.6.7. Langkah-langkah instalasi adalah sebagai
berikut.
Gambar 4 Instalasi Bochs
5. Visual Studio
Instalasi Visual Studio merupakan langkah instalasi standar dengan menjalankan installer
visual studio. Hal yang perlu diperhatikan adalah tipe dari dari installer. Pastikan ada koneksi
internet yang memadai apabila tipe dari installer tersebut adalah online installer yang
membutuhkan kuota minimal sebesar 3GB.
General Step
Setelah memastikan seluruh tools telah terinstal dan dapat digunakan, berikut merupakan langkahlangkah standar yang harus dilalui dalam seluruh rangkaian tutorial.
1. Assembly
nasm –f bin Boot1.asm –o Boot1.bin
Sintaksis di atas merupakan sintaksis untuk mengubah file Boot1.asm menjadi Boot1.bin
yang merupakan Bootloader dari OS yang akan dikembangkan. Selain Boot1.asm, file lain
yang harus diubah adalah Stage2.asm menjadi KRNLDR.SYS dengan cara sebagai berikut.
nasm –f bin Stage2.asm –o KRNLDR.SYS
2. Setting-up Virtual Floopy Drive
Pembuatan Virtual Floppy Drive dengan menggunakan VFD adalah sebagai berikut.
Gambar 5 Virtual Floppy Disk dengan VFD
Sedangkan untuk imdisk adalah dengan menggunakan syntax pada Command Prompt
sebagai berikut.
imdisk –a –f floppy.img –s 1440K –m A:
3. Copying Bootsector
Langkah ini dilalui dengan menggunkan PartCopy atau mkbt. Berikut detail dari penggunaan
kedua tools tersebut.
partcopy Boot1.bin 0 200 –f0
mkbt –c Boot1.bin a:
Selain Boot1.bin, file lain yang harus dimasukkan ke dalam floppy disk adalah KRNLDR.SYS.
Caranya adalah dengan copy-paste atau menggunakan Command Prompt dengan syntaksis
sebagai berikut.
copy KRNLDR.SYS A:\KRNLDR.SYS
4. Build Solution
Dalam melakukan langkah ini, terdapat beberapa perbedaan tergantung pada versi dari
Visual Studio yang digunakan. Untuk Visual Studio 2010 pada Windows 7 32-bit milik Ricko
adalah sebagai berikut.
Sedangkan untuk Visual Studio 2013 pada Windows 8.1 64-bit milik Ghani dan Hilman adalah
sebagai berikut.
Gambar 6 Build Solution pada VS 2013
5. Run OS on Bochs
Jalankan Bochs, lakukan konfigurasi pada bagian Disk & Boot, lalu klik Start. Detail dari
langkah ini adalah sebagai berikut.
Gambar 7 Run OS on Bochs
Results
Hasil dari menjalankan langkah-langkah di atas pada laptop milik Ricko adalah sebagai berikut.
Gambar 8 Hasil pada W7 32-bit
Ternyata ada error akibat kesalahan konfigurasi. Hal yang harus dilakukan adalah melakukan
beberapa konfigurasi pada Solutions builder. Beberapa hal yang harus diubah adalah sebagai berikut.
Parameter diatas untuk pengembangan di Windows 7 32-bit diubah menjadi seperti gambar berikut.
Sedangkan hasil pada laptop lainnya yang berbasis Windows 8.1 64-bit adalah sebagai berikut.
Gambar 9 Hasil 1 pada W8.1 64-bit
Gambar 10 Hasil 2 pada W8.1 64-bit
Terdapat kejanggalan, pada Bochs for Windows – Display layar silih-berganti antara seperti yang ada
pada Gambar 8 dan Gambar 9. Ketika ditelusuri, memang terdapat sesuatu yang mengakibatkan OS
harus melakukan reset secara terus menerus. Ghani pun teringat perkataan anggota kelompok lain,
yaitu Taufik Akbar Abdullah, yang mengatakan bahwa ada keanehan dalam inisialisasi variabel untuk
fungsi DebugPrintf(). Setelah ditelusuri, memang ada kejanggalan seperti yang terlihat pada gambar
di bawah ini.
Gambar 11 DebugPrintf()
Kejanggalannya adalah variabel char str[32] diinisialisasi dengan {0}. Seharusnya tidak perlu
diinisialisasi seperti itu. Penanganannya adalah dengan menghapus “={0}” sehingga hanya “char
str[32];”. Setelah dilakukan rebuild Solutions, hasilnya sesuai dengan ekspektasi.
Gambar 12 Hasil Tutorial 14 pada W8.1 64-bit
Pelaksanaan Tutorial 19
Pada tutorial sudah ada beberapa knowledge yang ditambahkan dari tutorial sebelumnya, seperti
Interrupt Handling, Exceptions, PIC, PIT, Memory Management, dan Keyboard Programming. Dengan
begitu, kami sudah bisa membuat seolah-olah Command Prompt pada OS yang dikembangkan
dengan fitur yang masih terbatas. Setelah memahami penjelasan tutorial dan perubahan pada file
yang dibutuhkan serta menyesuaikan dengan penanganan error pada tutorial sebelumnya, kami
mencoba menjalankan OS yang telah diperbarui. Pastikan langkah-langkah General Setup dan
General Step telah dilakukan.
Pengujian OS dilakukan dengan menjalankan Bochs. Berikut merupakan hasil menjalankan OS pada
Windows 7 32-bit.
Gambar 13 Hasil pada W7 32-bit
Percobaan pada Windows 8.1 64-bit menghasilkan output yang sama.
Gambar 14 Hasil Tutorial 19 pada Windows 8.1 64-bit
Pelaksanaan Tutorial 22
Pada tutorial sudah ada beberapa knowledge yang ditambahkan dari tutorial sebelumnya, seperti
FDC Programming, DMA Programming, File System, dan VFS. Dengan begitu, kami seharusnya sudah
dapat membuat OS kami membaca file, menuliskan file, menyimpan file, dsb. Setelah memahami
penjelasan tutorial dan perubahan pada file yang dibutuhkan serta menyesuaikan dengan
penanganan error pada tutorial sebelumnya, kami mencoba menjalankan OS yang telah diperbarui.
Pastikan langkah-langkah General Setup dan General Step telah dilakukan.
Pengujian OS dilakukan dengan menjalankan Bochs. Berikut merupakan hasil menjalankan OS pada
Windows 7 32-bit.
Percobaan pada Windows 8.1 64-bit menghasilkan output yang berbeda. Terdapat eror, yaitu bahwa
file fat12.cpp tidak dapat membuka file DebugDisplay.h yang seharusnya merupakan included file.
Hal ini berdampak pada ketidakmampuan dalam membaca fungsi yang ada di file lain.
Gambar 15 Error pada Tutorial 22
Ghani mencoba memperbaiki dengan memindahkan file DebugDisplay.h dan seluruh file yang
sekiranya dibutuhkan oleh fat12.cpp ke dalam folder yang sama dengan folder fat12.cpp. Hasilnya
sama saja. Muncul error yang sama. Kami pun mencoba melakukan penelusuran terhadap
penggunaan syntax include pada C++. Berdasarkan hasil penelusuran pada situs resmi Windows
tentang C++, terdapat kesalahan penggunaan syntax include. Dalam kasus ini, seharusnya yang
digunakan adalah tanda “..”, bukan . Kami pun mengganti seluruh syntax include pada fat12.cpp
sehingga Build Solution pun berhasil.
Gambar 16 Error Handling Tutorial 22
Bosch pun dijalankan kembali untuk menguji OS yang dikembangkan.
Gambar 17 Hasil Tutorial 22
Hasilnya ternyata tidak sesuai dengan ekspektasi. OS tidak dapat membaca file.txt yang sebelumnya
telah dibuat dan disimpan dalam A:. Tidak ada solusi yang dapat menyelesaikan masalah ini setelah
menelusuri ke berbagai sumber, termasuk ke kelompok lain dan kepada salah satu mahasiswa
informatika yang paling pintar. Akhirnya percobaan kami terhadap tutorial ini pun berhenti.
Fungsi Aritmatika
Berdasarkan pemahaman yang didapatkan dalam pengerjaan tutorial 19, kami dapat
mengembangkan sebuah fungsi aritmatika dalam sistem operasi yang sedang dikembangkan. Untuk
mengembangkan fungsi aritmatika tersebut, kami terlebih dahulu memastikan struktur pembacaan
karakter. Setelah ditelusuri ternyata cukup sulit apabila harus memodifikasi fungsi yang sudah ada
untuk ditambahkan dengan fungsi aritmatika. Hal yang dilakukan adalah dengan menambah fungsi
baru khusus untuk membaca syntax operasi aritmatika. Fungsi yang ditambahkan adalah sebagai
berikut.
void cmd_operation (){
char cmd[32];
char opr[10] = { '\0' };
int n1[1];
int n2[1];
n1[0] = 0;
n2[0] = 0;
int result;
bool run = true;
DebugPrintf ("\n\rEnter your operation commad followed by the number
you want to operate");
DebugPrintf ("\n\r sum : to add the number");
DebugPrintf ("\n\r sub : to subtract the number");
DebugPrintf ("\n\r mod : to divide the number");
DebugPrintf ("\n\r mul : to multiply the number");
DebugPrintf ("\n\r ,");
DebugPrintf ("\n\r ex: sum 3,4");
DebugPrintf ("\n\r back : to back to the previous menu");
while (run){
DebugPrintf ("\n\rOperation>");
get_opr_cmd (cmd,32,opr,n1,n2);
if (strcmp(cmd,"back")==0){
run = false;
}
else {
if (strcmp(opr,"sum")==0){
result = n1[0]+n2[0];
DebugPrintf ("\n\r %d",result);
} else if (strcmp(opr,"mod")==0){
result = n1[0]%n2[0];
int result2 = n1[0]/n2[0];
DebugPrintf ("\n\r %d sisa %d",result2,result);
} else if (strcmp(opr,"mul")==0){
DebugPrintf ("\n\r %d",n1[0]*n2[0]);
} else if (strcmp(opr,"sub")==0){
DebugPrintf ("\n\r %d",n1[0]-n2[0]);
}
for (int i=0;iLBA Address to convert
;
; absolute sector = (logical sector / sectors per track) + 1
; absolute head
= (logical sector / sectors per track) MOD
number of heads
; absolute track = logical sector / (sectors per track *
number of heads)
;
;************************************************;
LBACHS:
xor
dx, dx
for operation
div
WORD [bpbSectorsPerTrack]
inc
dl
sector 0
mov
BYTE [absoluteSector], dl
xor
dx, dx
for operation
div
WORD [bpbHeadsPerCylinder]
mov
BYTE [absoluteHead], dl
mov
BYTE [absoluteTrack], al
ret
; prepare dx:ax
; calculate
; adjust for
; prepare dx:ax
; calculate
;************************************************;
; Reads a series of sectors
; CX=>Number of sectors to read
; AX=>Starting sector
; ES:BX=>Buffer to read to
;************************************************;
ReadSectors:
.MAIN
mov
di, 0x0005
error
.SECTORLOOP
push
ax
push
bx
push
cx
call
LBACHS
sector to CHS
mov
ah, 0x02
; five retries for
; convert starting
; BIOS read sector
mov
al, 0x01
mov
ch, BYTE [absoluteTrack]
mov
cl, BYTE [absoluteSector]
mov
dh, BYTE [absoluteHead]
mov
dl, BYTE [bsDriveNumber]
int
0x13
jnc
.SUCCESS
error
xor
ax, ax
int
0x13
dec
di
counter
pop
cx
pop
bx
pop
ax
jnz
.SECTORLOOP
again
int
0x18
.SUCCESS
mov
si, msgProgress
call
Print
pop
cx
pop
bx
pop
ax
add
bx, WORD [bpbBytesPerSector]
buffer
inc
ax
sector
loop
.MAIN
ret
;
;
;
;
;
;
;
read one sector
track
sector
head
drive
invoke BIOS
test for read
; BIOS reset disk
; invoke BIOS
; decrement error
; attempt to read
; queue next
; queue next
; read next sector
;*********************************************
;
Bootloader Entry Point
;*********************************************
main:
;---------------------------------------------------; code located at 0000:7C00, adjust segment registers
;---------------------------------------------------cli
mov
ax, 0x07C0
point to our segment
mov
ds, ax
mov
es, ax
mov
fs, ax
mov
gs, ax
; disable interrupts
; setup registers to
;---------------------------------------------------; create stack
;---------------------------------------------------mov
ax, 0x0000
; set the stack
mov
mov
sti
ss, ax
sp, 0xFFFF
mov
[bootdevice], dl
; restore interrupts
;---------------------------------------------------; Load root directory table
;---------------------------------------------------LOAD_ROOT:
; compute size of root directory and store in "cx"
xor
cx, cx
xor
dx, dx
mov
ax, 0x0020
directory entry
mul
WORD [bpbRootEntries]
directory
div
WORD [bpbBytesPerSector]
directory
xchg
ax, cx
; 32 byte
; total size of
; sectors used by
; compute location of root directory and store in "ax"
mov
al, BYTE [bpbNumberOfFATs]
mul
WORD [bpbSectorsPerFAT]
by FATs
add
ax, WORD [bpbReservedSectors]
bootsector
mov
WORD [datasector], ax
directory
add
WORD [datasector], cx
; number of FATs
; sectors used
; adjust for
; base of root
; read root directory into memory (7C00:0200)
mov
bx, 0x0200
above bootcode
call
ReadSectors
; copy root dir
;---------------------------------------------------; Find stage 2
;---------------------------------------------------; browse root directory for binary image
mov
cx, WORD [bpbRootEntries]
counter
mov
di, 0x0200
root entry
.LOOP:
push
cx
mov
cx, 0x000B
character name
mov
si, ImageName
; load loop
; locate first
; eleven
; image name to
find
push
di
rep cmpsb
entry match
pop
di
je
LOAD_FAT
pop
cx
add
di, 0x0020
directory entry
loop
.LOOP
jmp
FAILURE
; test for
; queue next
;---------------------------------------------------; Load FAT
;---------------------------------------------------LOAD_FAT:
; save starting cluster of boot image
mov
dx, WORD [di + 0x001A]
mov
WORD [cluster], dx
cluster
; file's first
; compute size of FAT and store in "cx"
xor
mov
mul
FATs
mov
ax, ax
al, BYTE [bpbNumberOfFATs]
WORD [bpbSectorsPerFAT]
; number of FATs
; sectors used by
cx, ax
; compute location of FAT and store in "ax"
mov
ax, WORD [bpbReservedSectors]
bootsector
; adjust for
; read FAT into memory (7C00:0200)
mov
bx, 0x0200
bootcode
call
ReadSectors
; copy FAT above
; read image file into memory (0050:0000)
mov
mov
image
mov
image
push
ax, 0x0050
es, ax
; destination for
bx, 0x0000
; destination for
bx
;---------------------------------------------------; Load Stage 2
;----------------------------------------------------
LOAD_IMAGE:
mov
pop
into
call
to LBA
xor
mov
call
push
ax, WORD [cluster]
bx
; cluster to read
; buffer to read
ClusterLBA
; convert cluster
cx, cx
cl, BYTE [bpbSectorsPerCluster]
ReadSectors
bx
; sectors to read
; compute next cluster
mov
ax, WORD [cluster]
cluster
mov
cx, ax
cluster
mov
dx, ax
cluster
shr
dx, 0x0001
add
cx, dx
mov
bx, 0x0200
in memory
add
bx, cx
mov
dx, WORD [bx]
from FAT
test
ax, 0x0001
jnz
.ODD_CLUSTER
; identify current
; copy current
; copy current
; divide by two
; sum for (3/2)
; location of FAT
; index into FAT
; read two bytes
.EVEN_CLUSTER:
and
bits
jmp
dx, 0000111111111111b
; take low twelve
.DONE
.ODD_CLUSTER:
shr
bits
dx, 0x0004
; take high twelve
.DONE:
mov
WORD [cluster], dx
cluster
cmp
dx, 0x0FF0
file
jb
LOAD_IMAGE
DONE:
mov
call
mov
si, msgCRLF
Print
dl, [bootdevice]
; store new
; test for end of
push
push
retf
WORD 0x0050
WORD 0x0000
FAILURE:
mov
si, msgFailure
call
Print
mov
ah, 0x00
int
0x16
int
0x19
computer
; await keypress
; warm boot
bootdevice db 0
datasector dw 0x0000
cluster
dw 0x0000
ImageName
db "KRNLDR SYS"
msgCRLF
db 0x0D, 0x0A, 0x00
msgProgress db ".", 0x00
msgFailure db 0x0D, 0x0A, "MISSING OR CURRUPT KRNLDR. Press
Any Key to Reboot", 0x0D, 0x0A, 0x00
TIMES 510-($-$$) DB 0
DW 0xAA55
2. Stage2.asm
;*******************************************************
;
;
Stage2.asm
;
Stage2 Bootloader
;
;
OS Development Series
;*******************************************************
bits 16
org 0x500
jmp
main
; go to start
;*******************************************************
;
Preprocessor directives
;*******************************************************
%include
%include
%include
%include
%include
%include
%include
"stdio.inc"
"Gdt.inc"
"A20.inc"
"Fat12.inc"
"Common.inc"
"bootinfo.inc"
"memory.inc"
;
;
;
;
basic i/o routines
Gdt routines
A20 enabling
FAT12 driver. Kinda :)
;*******************************************************
;
Data Section
;*******************************************************
LoadingMsg db 0x0D, 0x0A, "Searching for Operating System...",
0x00
msgFailure db 0x0D, 0x0A, "*** FATAL: Missing or corrupt
KRNL32.EXE. Press Any Key to Reboot.", 0x0D, 0x0A, 0x0A, 0x00
boot_info:
istruc multiboot_info
at multiboot_info.flags,
at multiboot_info.memoryLo,
at multiboot_info.memoryHi,
at multiboot_info.bootDevice,
at multiboot_info.cmdLine,
at multiboot_info.mods_count,
at multiboot_info.mods_addr,
at multiboot_info.syms0,
at multiboot_info.syms1,
at multiboot_info.syms2,
at multiboot_info.mmap_length,
at multiboot_info.mmap_addr,
at multiboot_info.drives_length,
at multiboot_info.drives_addr,
at multiboot_info.config_table,
at multiboot_info.bootloader_name,
at multiboot_info.apm_table,
at multiboot_info.vbe_control_info,
at multiboot_info.vbe_mode_info,
at multiboot_info.vbe_interface_seg,
at multiboot_info.vbe_interface_off,
at multiboot_info.vbe_interface_len,
iend
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd
dd
dd
dd
dd
0
0
0
0
0
dw 0
dw 0
dw 0
dw 0
main:
;-------------------------------;
;
Setup segments and stack
;
;-------------------------------;
cli
xor
mov
mov
mov
0xffff
mov
mov
sti
ax,
ds,
es,
ax,
ax
ax
ax
0x0000
; clear interrupts
; null segments
; stack begins at 0x9000-
ss, ax
sp, 0xFFFF
; enable interrupts
mov
[boot_info+multiboot_info.bootDevice], dl
call
call
_EnableA20
InstallGDT
sti
xor
xor
call
eax, eax
ebx, ebx
BiosGetMemorySize64MB
push
eax
mov
eax, 64
mul
ebx
mov
ecx, eax
pop
eax
add
eax, ecx
add
eax, 1024
KB between 0-1MB; add it
;
;
; the routine doesnt add the
mov
mov
dword [boot_info+multiboot_info.memoryHi], 0
dword [boot_info+multiboot_info.memoryLo], eax
mov
mov
mov
call
eax, 0x0
ds, ax
di, 0x1000
BiosGetMemoryMap
call
mov
mov
mov
call
mov
cmp
je
mov
call
mov
int
int
LoadRoot
ebx, 0
ebp, IMAGE_RMODE_BASE
esi, ImageName
LoadFile
; load our file
dword [ImageSize], ecx
ax, 0
EnterStage3
si, msgFailure
Puts16
ah, 0
0x16
; await keypress
0x19
; warm boot computer
;-------------------------------;
;
Go into pmode
;
;-------------------------------;
EnterStage3:
cli
mov
eax, cr0
or
mov
eax, 1
cr0, eax
; clear interrupts
; set bit 0 in cr0--enter
pmode
jmp CODE_DESC:Stage3
; far jump to fix
CS. Remember that the code selector is 0x8!
; Note: Do NOT re-enable interrupts! Doing so will triple
fault!
; We will fix this in Stage 3.
;******************************************************
;
ENTRY POINT FOR STAGE 3
;******************************************************
bits 32
%include "Paging.inc"
BadImage db "*** FATAL: Invalid or corrupt kernel image.
Halting system.", 0
Stage3:
;-------------------------------;
;
Set registers
;-------------------------------;
mov ax, DATA_DESC
selector (0x10)
mov ds, ax
mov ss, ax
mov es, ax
mov esp, 9000h
;
; set data segments to data
; stack begins from 90000h
call ClrScr32
call EnablePaging
CopyImage:
mov eax, dword [ImageSize]
movzx
ebx, word [bpbBytesPerSector]
mul ebx
mov ebx, 4
div ebx
cld
mov
esi, IMAGE_RMODE_BASE
mov edi, IMAGE_PMODE_BASE
mov ecx, eax
rep movsd
; copy image to its
protected mode address
TestImage:
mov
ebx, [IMAGE_PMODE_BASE+60]
add
ebx, IMAGE_PMODE_BASE
; ebx now points to
file sig (PE00)
mov
esi, ebx
mov
edi, ImageSig
cmpsw
je
EXECUTE
mov ebx, BadImage
call
Puts32
cli
hlt
ImageSig db 'PE'
EXECUTE:
;---------------------------------------;
;
Execute Kernel
;---------------------------------------;
; parse the programs header info structures to get its
entry point
add
ebx, 24
mov
eax, [ebx]
20 bytes + size of sig (4 bytes)
add
ebx, 20-4
mov
ebp, dword [ebx]
in code section
add
ebx, 12
offset 8 bytes from entry point
mov
eax, dword [ebx]
add
ebp, eax
cli
mov
eax, 0x2badb002
say eax should be this
mov
ebx, 0
mov
edx, [ImageSize]
push
call
add
dword boot_info
ebp
esp, 4
; _IMAGE_FILE_HEADER is
; address of entry point
; get entry point offset
; image base is
; add image base
; multiboot specs
; Execute Kernel
cli
hlt
;-- header information format for PE files ------------------;typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER { // DOS .EXE header
;
USHORT e_magic;
// Magic number (Should be MZ
;
USHORT e_cblp;
// Bytes on last page of file
;
USHORT e_cp;
// Pages in file
;
USHORT e_crlc;
// Relocations
;
USHORT e_cparhdr;
// Size of header in paragraphs
;
USHORT e_minalloc;
// Minimum extra paragraphs
needed
;
USHORT e_maxalloc;
// Maximum extra paragraphs
needed
;
USHORT e_ss;
// Initial (relative) SS value
;
USHORT e_sp;
// Initial SP value
;
USHORT e_csum;
// Checksum
;
USHORT e_ip;
// Initial IP value
;
USHORT e_cs;
// Initial (relative) CS value
;
USHORT e_lfarlc;
// File address of relocation
table
;
USHORT e_ovno;
// Overlay number
;
USHORT e_res[4];
// Reserved words
;
USHORT e_oemid;
// OEM identifier (for e_oeminfo)
;
USHORT e_oeminfo;
// OEM information; e_oemid
specific
;
USHORT e_res2[10];
// Reserved words
;
LONG
e_lfanew;
// File address of new exe header
; } IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;
;
;
;typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
;
USHORT Machine;
;
USHORT NumberOfSections;
;
ULONG
TimeDateStamp;
;
ULONG
PointerToSymbolTable;
;
ULONG
NumberOfSymbols;
;
USHORT SizeOfOptionalHeader;
;
USHORT Characteristics;
;} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;
;struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
;
//
;
// Standard fields.
;
//
;
USHORT Magic;
;
UCHAR
MajorLinkerVersion;
;
UCHAR
MinorLinkerVersion;
;
ULONG
SizeOfCode;
;
ULONG
SizeOfInitializedData;
;
ULONG
SizeOfUninitializedData;
;
ULONG
AddressOfEntryPoint;
;
ULONG
BaseOfCode;
;
ULONG
BaseOfData;
;
//
;
// NT additional fields.
;
//
;
ULONG
ImageBase;
;
ULONG
SectionAlignment;
;
ULONG
FileAlignment;
;
USHORT MajorOperatingSystemVersion;
;
USHORT MinorOperatingSystemVersion;
;
USHORT MajorImageVersion;
;
USHORT MinorImageVersion;
;
USHORT MajorSubsystemVersion;
;
USHORT MinorSubsystemVersion;
;
ULONG
Reserved1;
;
ULONG
SizeOfImage;
;
ULONG
SizeOfHeaders;
;
ULONG
CheckSum;
;
USHORT Subsystem;
;
USHORT DllCharacteristics;
;
ULONG
SizeOfStackReserve;
0) {
//! go back one char
unsigned y, x;
DebugGetXY (&x, &y);
if (x>0)
DebugGotoXY (--x, y);
else {
//! x is already 0, so go back one line
y--;
x = DebugGetHorz ();
}
//! erase the character from display
DebugPutc (' ');
DebugGotoXY (x, y);
if (strcmp(opr,"\0")!=0){
if (buf[i-1]==','){
parse = false;
} else {
if (!parse){
n1[0] = (n1[0]/10);
} else {
n2[0] = (n2[0]/10);
}
}
}
//! go back one char in cmd buf
i--;
}
}
//! only add the char if it is to be buffered
if (BufChar) {
int digit1=0;
int digit2=0;
//! convert key to an ascii char and put it in buffer
char c = kkybrd_key_to_ascii (key);
if (c != 0) { //insure its an ascii char
DebugPutc (c);
if (strcmp(opr,"\0")!=0){
if (key==KEY_COMMA){
parse = true;
} else {
if (!parse){
int num =
kkybrd_key_to_ascii(key);
n1[0] = (num-48)+(n1[0]*10);
} else {
int num =
kkybrd_key_to_ascii(key);
n2[0] = (num-48)+(n2[0]*10);
}
}
}
if (key==KEY_SPACE){
//DebugPrintf ("\n\r %s ",opr);
strcpy(opr,buf);
//DebugPrintf ("\n\r %s ",opr);
}
buf [i++] = c;
}
}
//! wait for next key. You may need to adjust this to suite
your needs
sleep (5);
}
//! null terminate the string
buf [i] = '\0';
}
4. Fat12.cpp pada Windows 8.1 64-bit
/********************************************************************
**********
fat12.cpp
-FAT12 Minidriver
arthor\ Mike
*********************************************************************
*********/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
"DebugDisplay.h"
"fat12.h"
"string.h"
"flpydsk.h"
"bpb.h"
"ctype.h"
//! bytes per sector
#define SECTOR_SIZE 512
//! FAT FileSystem
FILESYSTEM _FSysFat;
//! Mount info
MOUNT_INFO _MountInfo;
//! File Allocation Table (FAT)
uint8_t FAT [SECTOR_SIZE*2];
/**
Helper function. Converts filename to DOS 8.3 file
format
*/
void ToDosFileName (const char* filename,
char* fname,
unsigned int FNameLength) {
unsigned int
i=0;
if (FNameLength > 11)
return;
if (!fname || !filename)
return;
//! set all characters in output name to spaces
memset (fname, ' ', FNameLength);
//! 8.3 filename
for (i=0; i < strlen(filename)-1 && i < FNameLength; i++) {
if (filename[i] == '.' || i==8 )
break;
//! capitalize character and copy it over (we dont handle LFN format)
fname[i] = toupper (filename[i] );
}
//! add extension if needed
if (filename[i]=='.') {
//! note: cant just copy over-extension might not be 3 chars
for (int k=0; kFileSize;
file.eof
= 0;
file.fileLength
= directory->FileSize;
//! set file type
if (directory->Attrib == 0x10)
file.flags = FS_DIRECTORY;
else
file.flags = FS_FILE;
//! return file
return file;
}
//! go to next directory
directory++;
}
}
//! unable to find file
file.flags = FS_INVALID;
return file;
}
/**
Reads from a file
*/
void fsysFatRead(PFILE file, unsigned char* Buffer, unsigned int
Length) {
if (file) {
//! starting physical sector
unsigned int physSector = 32 + (file->currentCluster - 1);
//! read in sector
unsigned char* sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector (
physSector );
//! copy block of memory
memcpy (Buffer, sector, 512);
//! locate FAT sector
unsigned int FAT_Offset = file->currentCluster + (file>currentCluster / 2); //multiply by 1.5
unsigned int FAT_Sector = 1 + (FAT_Offset / SECTOR_SIZE);
unsigned int entryOffset = FAT_Offset % SECTOR_SIZE;
//! read 1st FAT sector
sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector ( FAT_Sector );
memcpy (FAT, sector, 512);
//! read 2nd FAT sector
sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector ( FAT_Sector + 1 );
memcpy (FAT + SECTOR_SIZE, sector, 512);
//! read entry for next cluster
uint16_t nextCluster = *( uint16_t*) &FAT [entryOffset];
//! test if entry is odd or even
if( file->currentCluster & 0x0001 )
nextCluster >>= 4;
//grab high 12 bits
else
nextCluster &= 0x0FFF;
//grab low 12 bits
//! test for end of file
if ( nextCluster >= 0xff8) {
file->eof = 1;
return;
}
//! test for file corruption
if ( nextCluster == 0 ) {
file->eof = 1;
return;
}
//! set next cluster
file->currentCluster = nextCluster;
}
}
/**
Closes file
*/
void fsysFatClose (PFILE file) {
if (file)
file->flags = FS_INVALID;
}
/**
Locates a file or folder in subdirectory
*/
FILE fsysFatOpenSubDir (FILE kFile,
const char* filename) {
FILE file;
//! get 8.3 directory name
char DosFileName[11];
ToDosFileName (filename, DosFileName, 11);
DosFileName[11]=0;
//! read directory
while (! kFile.eof ) {
//! read directory
unsigned char buf[512];
fsysFatRead (&file, buf, 512);
//! set directort
PDIRECTORY pkDir = (PDIRECTORY) buf;
//! 16 entries in buffer
for (unsigned int i = 0; i < 16; i++) {
//! get current filename
char name[11];
memcpy (name, pkDir->Filename, 11);
name[11]=0;
//! match?
if (strcmp (name, DosFileName) == 0) {
//! found it, set up file info
strcpy (file.name, filename);
file.id
= 0;
file.currentCluster = pkDir->FirstCluster;
file.fileLength
= pkDir->FileSize;
file.eof
= 0;
file.fileLength
= pkDir->FileSize;
//! set file type
if (pkDir->Attrib == 0x10)
file.flags = FS_DIRECTORY;
else
file.flags = FS_FILE;
//! return file
return file;
}
//! go to next entry
pkDir++;
}
}
//! unable to find file
file.flags = FS_INVALID;
return file;
}
/**
Opens a file
*/
FILE fsysFatOpen (const char* FileName) {
FILE curDirectory;
char* p = 0;
bool rootDir=true;
char* path = (char*) FileName;
//! any '\'s in path?
p = strchr (path, '\\');
if (!p) {
//! nope, must be in root directory, search it
curDirectory = fsysFatDirectory (path);
//! found file?
if (curDirectory.flags == FS_FILE)
return curDirectory;
//! unable to find
FILE ret;
ret.flags = FS_INVALID;
return ret;
}
//! go to next character after first '\'
p++;
while ( p ) {
//! get pathname
char pathname[16];
int i=0;
for (i=0; iBpb.NumSectors;
_MountInfo.fatOffset
= 1;
_MountInfo.fatSize
= bootsector->Bpb.SectorsPerFat;
_MountInfo.fatEntrySize
= 8;
_MountInfo.numRootEntries = bootsector->Bpb.NumDirEntries;
_MountInfo.rootOffset
= (bootsector->Bpb.NumberOfFats *
bootsector->Bpb.SectorsPerFat) + 1;
_MountInfo.rootSize
= ( bootsector->Bpb.NumDirEntries * 32 ) /
bootsector->Bpb.BytesPerSector;
}
/**
Initialize filesystem
*/
void fsysFatInitialize () {
//! initialize filesystem struct
strcpy (_FSysFat.Name, "FAT12");
_FSysFat.Directory = fsysFatDirectory;
_FSysFat.Mount
= fsysFatMount;
_FSysFat.Open
= fsysFatOpen;
_FSysFat.Read
= fsysFatRead;
_FSysFat.Close
= fsysFatClose;
//! register ourself to volume manager
volRegisterFileSystem ( &_FSysFat, 0 );
//! mounr filesystem
fsysFatMount ();
}
Kesimpulan
Tutorial yang diberikan Brokenthorn masih memiliki banyak bug dan memiliki keterbatasan
lingkungan pengembangan. Pada situs Brokenthorn dikembangkan pada Windows 32-bit
dengan tools Microsoft Visual Studio 2005 dan tidak mudah untuk beradaptasi dengan
lingkungan pengembangan lainnya, seperti Windows 64-bit dan Microsoft Visual Studio versi
lain.
Fungsi aritmatika dapat dikembangkan secara langsung pada Kernel tanpa memerlukan
interface lain. Pengembangan fungsi ini akan lebih mudah dengan cara membuat fungsi baru
sehingga tidak perlu memodifikasi fungsi yang sudah ada.
File System tidak dapat dikembangkan karena belum stabilnya OS yang dibuat.
Saran
Selain saran yang disampaikan pada tugas sebelumnya, saran yang muncul dari pengerjaan tugas ini
adalah akan lebih baik apabila pemberi tugas telah berhasil mengerjakan tugas yang diberikan
terlebih dahulu. Hal ini akan berpengaruh pada efisiensi waktu pengerjaan dan akan ada tempat
bertanya yang pasti.
Pembagian Kerja
Nama
NIM
Tanggung
Jawab
Pekerjaan
Hasil
Miftakhul
Afrizal Ricko
Primantara
18212014
Anggota
Kelompok
Pengembanga
n OS pada
Windows 7 32bit
Pengembanga
n fungsi
aritmatika
Dokumentasi
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Finishing
Dokumen
Pengumpulan
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Pengembanga
n fungsi
Rizal Kurnia
Rohman
18212015
Anggota
Kelompok
Hilman
Ramadhan
18212024
Anggota
Kelompok
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
7 32-bit
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Seluruh
deliverabl
es
dikumpul
kan
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Presentase
Kerja
Keseluruhan
25%
25%
25%
Ghani
Ruhman
18212035
Ketua
Kelompok
aritmatika
Dokumentasi
Rancangan
desain untuk
dokumen
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Pengembanga
n fungsi
aritmatika
Dokumentasi
Pengerjaan
Dokumen
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
Desain
untuk
Dokumen
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
Dokumen
25%
Rekonstruksi Tutorial 14 ......................................................................................................................... 4
General Setup ..................................................................................................................................... 4
General Step........................................................................................................................................ 6
Results ............................................................................................................................................... 11
Pelaksanaan Tutorial 19 ........................................................................................................................ 13
Pelaksanaan Tutorial 22 ........................................................................................................................ 15
Fungsi Aritmatika .................................................................................................................................. 17
Fungsi Modifikasi File dan Informasi File .............................................................................................. 24
Referensi ............................................................................................................................................... 25
Lampiran ............................................................................................................................................... 25
Kesimpulan............................................................................................................................................ 46
Saran ..................................................................................................................................................... 46
Pembagian Kerja ................................................................................................................................... 46
Daftar Gambar
Gambar 1 Menambahkan NASM pada W7 32-bit (berlaku sama untuk W8.1 64-bit) ........................... 5
Gambar 2 Instalasi standar ImDisk pada W8.1 64-bit ............................................................................ 5
Gambar 3 Konfigurasi mkbt pada W8.1 64-bit ....................................................................................... 6
Gambar 4 Instalasi Bochs ........................................................................................................................ 6
Gambar 5 Virtual Floppy Disk dengan VFD ............................................................................................. 7
Gambar 6 Build Solution pada VS 2013 .................................................................................................. 9
Gambar 7 Run OS on Bochs .................................................................................................................. 10
Gambar 8 Hasil pada W7 32-bit ............................................................................................................ 11
Gambar 9 Hasil 1 pada W8.1 64-bit ...................................................................................................... 12
Gambar 10 Hasil 2 pada W8.1 64-bit .................................................................................................... 12
Gambar 11 DebugPrintf()...................................................................................................................... 12
Gambar 12 Hasil Tutorial 14 pada W8.1 64-bit .................................................................................... 13
Gambar 13 Hasil pada W7 32-bit .......................................................................................................... 14
Gambar 14 Hasil Tutorial 19 pada Windows 8.1 64-bit ........................................................................ 14
Gambar 15 Error pada Tutorial 22 ........................................................................................................ 16
Gambar 16 Error Handling Tutorial 22 .................................................................................................. 16
Gambar 17 Hasil Tutorial 22 ................................................................................................................. 17
Rekonstruksi Tutorial 14
Pengerjaan tugas besar kami awali dengan mengulang kembali tugas kecil yang sebelumnya belum
dikerjakan dengan sempurna. Hal ini terjadi karena adanya hambatan dalam build KRNL32.EXE.
Setelah melakukan evaluasi, akhirnya kami dapat menyelesaikan tutorial ini.
Langkah pertama yang kami lakukan adalah memastikan semua tools yang dibutuhkan untuk
melakukan tutorial ini sudah tersedia. Berikut merupakan daftar tools yang dibutuhkan, dalam
tutorial ini maupun tutorial berikutnya, bergantung pada environment yang digunakan.
1. Pengembangan dalam Windows 32-bit
a. NASM
NASM adalah sebuah assembler dari sebuah file dengan ekstensi .asm.
b. VFD
VFD adalah sebuah alat bantu pembuat virtual floppy drive.
c. PartCopy
PartCopy adalah sebuah alat bantu yang dalam tutorial ini digunakan untuk
assigning bootloader pada virtual floppy drive.
d. Bochs
Sebuah PC Emulator untuk mensimulasikan OS yang dibuat dalam tutorial
Brokenthorn.
e. Visual Studio
IDE pengembangan berbasis C++.
2. Pengembangan dalam Windows 64-bit
a. NASM
NASM adalah sebuah assembler dari sebuah file dengan ekstensi .asm.
b. ImDisk
ImDisk adalah sebuah alat bantu pembuat virtual floppy drive.
c. mkbt
mkbt adalah sebuah alat bantu yang dalam tutorial ini digunakan untuk assigning
bootloader pada virtual floppy drive.
d. Bochs
Sebuah PC Emulator untuk mensimulasikan OS yang dibuat dalam tutorial
Brokenthorn.
e. Visual Studio
IDE pengembangan berbasis C++.
Pelaksanaan Tutorial ini dilakukan dalam seluruh laptop dari anggota kelompok dengan spesifikasi
yang berbeda-beda. Salah satu spesifikasi yang paling signifikan adalah environment atau arsitektur
yang digunakan. Ricko menggunakan Windows 7 32-bit. Sedangkan Rizal, Hilman, dan Ghani
menggunakan Windows 8.1 64-bit. Perbedaan ini membuat adanya perbedaan dalam proses yang
dilalui untuk menghasilkan output yang sama. Berikut merupakan tahap-tahap pengembangan dari
masing-masing percobaan.
General Setup
Hal umum yang pertama kali harus dilakukan adalah dengan melakukan instalasi seluruh tools yang
dibutuhkan. Berikut merupakan detail dari proses instalasi keseluruhan tools
1. NASM
Setelah melakukan instalasi standar dengan menjalankan installer NASM, masukkan
direktori NASM pada PATH dalam environment variables.
Gambar 1 Menambahkan NASM pada W7 32-bit (berlaku sama untuk W8.1 64-bit)
2. Virtual Floppy Drive
Untuk Windows 7 32-bit, lakukan instalasi standar VFD. Begitu pula dengan ImDisk pada
Windows 8.1 64-bit.
Gambar 2 Instalasi standar ImDisk pada W8.1 64-bit
3. Bootsector Copier
Untuk Windows 7 32-bit, lakukan instalasi standar pada PartCopy. Sedangkan untuk mkbt
pada Windows 8.1 64-bit, extract mkbt.zip yang telah diunduh pada suatu direktori. Lalu
masukkan direktori tersebut ke dalam PATH pada environment variables seperti pada
gambar berikut.
Gambar 3 Konfigurasi mkbt pada W8.1 64-bit
4. PC Emulator
PC Emulator yang digunakan adalah Bochs 2.6.7. Langkah-langkah instalasi adalah sebagai
berikut.
Gambar 4 Instalasi Bochs
5. Visual Studio
Instalasi Visual Studio merupakan langkah instalasi standar dengan menjalankan installer
visual studio. Hal yang perlu diperhatikan adalah tipe dari dari installer. Pastikan ada koneksi
internet yang memadai apabila tipe dari installer tersebut adalah online installer yang
membutuhkan kuota minimal sebesar 3GB.
General Step
Setelah memastikan seluruh tools telah terinstal dan dapat digunakan, berikut merupakan langkahlangkah standar yang harus dilalui dalam seluruh rangkaian tutorial.
1. Assembly
nasm –f bin Boot1.asm –o Boot1.bin
Sintaksis di atas merupakan sintaksis untuk mengubah file Boot1.asm menjadi Boot1.bin
yang merupakan Bootloader dari OS yang akan dikembangkan. Selain Boot1.asm, file lain
yang harus diubah adalah Stage2.asm menjadi KRNLDR.SYS dengan cara sebagai berikut.
nasm –f bin Stage2.asm –o KRNLDR.SYS
2. Setting-up Virtual Floopy Drive
Pembuatan Virtual Floppy Drive dengan menggunakan VFD adalah sebagai berikut.
Gambar 5 Virtual Floppy Disk dengan VFD
Sedangkan untuk imdisk adalah dengan menggunakan syntax pada Command Prompt
sebagai berikut.
imdisk –a –f floppy.img –s 1440K –m A:
3. Copying Bootsector
Langkah ini dilalui dengan menggunkan PartCopy atau mkbt. Berikut detail dari penggunaan
kedua tools tersebut.
partcopy Boot1.bin 0 200 –f0
mkbt –c Boot1.bin a:
Selain Boot1.bin, file lain yang harus dimasukkan ke dalam floppy disk adalah KRNLDR.SYS.
Caranya adalah dengan copy-paste atau menggunakan Command Prompt dengan syntaksis
sebagai berikut.
copy KRNLDR.SYS A:\KRNLDR.SYS
4. Build Solution
Dalam melakukan langkah ini, terdapat beberapa perbedaan tergantung pada versi dari
Visual Studio yang digunakan. Untuk Visual Studio 2010 pada Windows 7 32-bit milik Ricko
adalah sebagai berikut.
Sedangkan untuk Visual Studio 2013 pada Windows 8.1 64-bit milik Ghani dan Hilman adalah
sebagai berikut.
Gambar 6 Build Solution pada VS 2013
5. Run OS on Bochs
Jalankan Bochs, lakukan konfigurasi pada bagian Disk & Boot, lalu klik Start. Detail dari
langkah ini adalah sebagai berikut.
Gambar 7 Run OS on Bochs
Results
Hasil dari menjalankan langkah-langkah di atas pada laptop milik Ricko adalah sebagai berikut.
Gambar 8 Hasil pada W7 32-bit
Ternyata ada error akibat kesalahan konfigurasi. Hal yang harus dilakukan adalah melakukan
beberapa konfigurasi pada Solutions builder. Beberapa hal yang harus diubah adalah sebagai berikut.
Parameter diatas untuk pengembangan di Windows 7 32-bit diubah menjadi seperti gambar berikut.
Sedangkan hasil pada laptop lainnya yang berbasis Windows 8.1 64-bit adalah sebagai berikut.
Gambar 9 Hasil 1 pada W8.1 64-bit
Gambar 10 Hasil 2 pada W8.1 64-bit
Terdapat kejanggalan, pada Bochs for Windows – Display layar silih-berganti antara seperti yang ada
pada Gambar 8 dan Gambar 9. Ketika ditelusuri, memang terdapat sesuatu yang mengakibatkan OS
harus melakukan reset secara terus menerus. Ghani pun teringat perkataan anggota kelompok lain,
yaitu Taufik Akbar Abdullah, yang mengatakan bahwa ada keanehan dalam inisialisasi variabel untuk
fungsi DebugPrintf(). Setelah ditelusuri, memang ada kejanggalan seperti yang terlihat pada gambar
di bawah ini.
Gambar 11 DebugPrintf()
Kejanggalannya adalah variabel char str[32] diinisialisasi dengan {0}. Seharusnya tidak perlu
diinisialisasi seperti itu. Penanganannya adalah dengan menghapus “={0}” sehingga hanya “char
str[32];”. Setelah dilakukan rebuild Solutions, hasilnya sesuai dengan ekspektasi.
Gambar 12 Hasil Tutorial 14 pada W8.1 64-bit
Pelaksanaan Tutorial 19
Pada tutorial sudah ada beberapa knowledge yang ditambahkan dari tutorial sebelumnya, seperti
Interrupt Handling, Exceptions, PIC, PIT, Memory Management, dan Keyboard Programming. Dengan
begitu, kami sudah bisa membuat seolah-olah Command Prompt pada OS yang dikembangkan
dengan fitur yang masih terbatas. Setelah memahami penjelasan tutorial dan perubahan pada file
yang dibutuhkan serta menyesuaikan dengan penanganan error pada tutorial sebelumnya, kami
mencoba menjalankan OS yang telah diperbarui. Pastikan langkah-langkah General Setup dan
General Step telah dilakukan.
Pengujian OS dilakukan dengan menjalankan Bochs. Berikut merupakan hasil menjalankan OS pada
Windows 7 32-bit.
Gambar 13 Hasil pada W7 32-bit
Percobaan pada Windows 8.1 64-bit menghasilkan output yang sama.
Gambar 14 Hasil Tutorial 19 pada Windows 8.1 64-bit
Pelaksanaan Tutorial 22
Pada tutorial sudah ada beberapa knowledge yang ditambahkan dari tutorial sebelumnya, seperti
FDC Programming, DMA Programming, File System, dan VFS. Dengan begitu, kami seharusnya sudah
dapat membuat OS kami membaca file, menuliskan file, menyimpan file, dsb. Setelah memahami
penjelasan tutorial dan perubahan pada file yang dibutuhkan serta menyesuaikan dengan
penanganan error pada tutorial sebelumnya, kami mencoba menjalankan OS yang telah diperbarui.
Pastikan langkah-langkah General Setup dan General Step telah dilakukan.
Pengujian OS dilakukan dengan menjalankan Bochs. Berikut merupakan hasil menjalankan OS pada
Windows 7 32-bit.
Percobaan pada Windows 8.1 64-bit menghasilkan output yang berbeda. Terdapat eror, yaitu bahwa
file fat12.cpp tidak dapat membuka file DebugDisplay.h yang seharusnya merupakan included file.
Hal ini berdampak pada ketidakmampuan dalam membaca fungsi yang ada di file lain.
Gambar 15 Error pada Tutorial 22
Ghani mencoba memperbaiki dengan memindahkan file DebugDisplay.h dan seluruh file yang
sekiranya dibutuhkan oleh fat12.cpp ke dalam folder yang sama dengan folder fat12.cpp. Hasilnya
sama saja. Muncul error yang sama. Kami pun mencoba melakukan penelusuran terhadap
penggunaan syntax include pada C++. Berdasarkan hasil penelusuran pada situs resmi Windows
tentang C++, terdapat kesalahan penggunaan syntax include. Dalam kasus ini, seharusnya yang
digunakan adalah tanda “..”, bukan . Kami pun mengganti seluruh syntax include pada fat12.cpp
sehingga Build Solution pun berhasil.
Gambar 16 Error Handling Tutorial 22
Bosch pun dijalankan kembali untuk menguji OS yang dikembangkan.
Gambar 17 Hasil Tutorial 22
Hasilnya ternyata tidak sesuai dengan ekspektasi. OS tidak dapat membaca file.txt yang sebelumnya
telah dibuat dan disimpan dalam A:. Tidak ada solusi yang dapat menyelesaikan masalah ini setelah
menelusuri ke berbagai sumber, termasuk ke kelompok lain dan kepada salah satu mahasiswa
informatika yang paling pintar. Akhirnya percobaan kami terhadap tutorial ini pun berhenti.
Fungsi Aritmatika
Berdasarkan pemahaman yang didapatkan dalam pengerjaan tutorial 19, kami dapat
mengembangkan sebuah fungsi aritmatika dalam sistem operasi yang sedang dikembangkan. Untuk
mengembangkan fungsi aritmatika tersebut, kami terlebih dahulu memastikan struktur pembacaan
karakter. Setelah ditelusuri ternyata cukup sulit apabila harus memodifikasi fungsi yang sudah ada
untuk ditambahkan dengan fungsi aritmatika. Hal yang dilakukan adalah dengan menambah fungsi
baru khusus untuk membaca syntax operasi aritmatika. Fungsi yang ditambahkan adalah sebagai
berikut.
void cmd_operation (){
char cmd[32];
char opr[10] = { '\0' };
int n1[1];
int n2[1];
n1[0] = 0;
n2[0] = 0;
int result;
bool run = true;
DebugPrintf ("\n\rEnter your operation commad followed by the number
you want to operate");
DebugPrintf ("\n\r sum : to add the number");
DebugPrintf ("\n\r sub : to subtract the number");
DebugPrintf ("\n\r mod : to divide the number");
DebugPrintf ("\n\r mul : to multiply the number");
DebugPrintf ("\n\r ,");
DebugPrintf ("\n\r ex: sum 3,4");
DebugPrintf ("\n\r back : to back to the previous menu");
while (run){
DebugPrintf ("\n\rOperation>");
get_opr_cmd (cmd,32,opr,n1,n2);
if (strcmp(cmd,"back")==0){
run = false;
}
else {
if (strcmp(opr,"sum")==0){
result = n1[0]+n2[0];
DebugPrintf ("\n\r %d",result);
} else if (strcmp(opr,"mod")==0){
result = n1[0]%n2[0];
int result2 = n1[0]/n2[0];
DebugPrintf ("\n\r %d sisa %d",result2,result);
} else if (strcmp(opr,"mul")==0){
DebugPrintf ("\n\r %d",n1[0]*n2[0]);
} else if (strcmp(opr,"sub")==0){
DebugPrintf ("\n\r %d",n1[0]-n2[0]);
}
for (int i=0;iLBA Address to convert
;
; absolute sector = (logical sector / sectors per track) + 1
; absolute head
= (logical sector / sectors per track) MOD
number of heads
; absolute track = logical sector / (sectors per track *
number of heads)
;
;************************************************;
LBACHS:
xor
dx, dx
for operation
div
WORD [bpbSectorsPerTrack]
inc
dl
sector 0
mov
BYTE [absoluteSector], dl
xor
dx, dx
for operation
div
WORD [bpbHeadsPerCylinder]
mov
BYTE [absoluteHead], dl
mov
BYTE [absoluteTrack], al
ret
; prepare dx:ax
; calculate
; adjust for
; prepare dx:ax
; calculate
;************************************************;
; Reads a series of sectors
; CX=>Number of sectors to read
; AX=>Starting sector
; ES:BX=>Buffer to read to
;************************************************;
ReadSectors:
.MAIN
mov
di, 0x0005
error
.SECTORLOOP
push
ax
push
bx
push
cx
call
LBACHS
sector to CHS
mov
ah, 0x02
; five retries for
; convert starting
; BIOS read sector
mov
al, 0x01
mov
ch, BYTE [absoluteTrack]
mov
cl, BYTE [absoluteSector]
mov
dh, BYTE [absoluteHead]
mov
dl, BYTE [bsDriveNumber]
int
0x13
jnc
.SUCCESS
error
xor
ax, ax
int
0x13
dec
di
counter
pop
cx
pop
bx
pop
ax
jnz
.SECTORLOOP
again
int
0x18
.SUCCESS
mov
si, msgProgress
call
pop
cx
pop
bx
pop
ax
add
bx, WORD [bpbBytesPerSector]
buffer
inc
ax
sector
loop
.MAIN
ret
;
;
;
;
;
;
;
read one sector
track
sector
head
drive
invoke BIOS
test for read
; BIOS reset disk
; invoke BIOS
; decrement error
; attempt to read
; queue next
; queue next
; read next sector
;*********************************************
;
Bootloader Entry Point
;*********************************************
main:
;---------------------------------------------------; code located at 0000:7C00, adjust segment registers
;---------------------------------------------------cli
mov
ax, 0x07C0
point to our segment
mov
ds, ax
mov
es, ax
mov
fs, ax
mov
gs, ax
; disable interrupts
; setup registers to
;---------------------------------------------------; create stack
;---------------------------------------------------mov
ax, 0x0000
; set the stack
mov
mov
sti
ss, ax
sp, 0xFFFF
mov
[bootdevice], dl
; restore interrupts
;---------------------------------------------------; Load root directory table
;---------------------------------------------------LOAD_ROOT:
; compute size of root directory and store in "cx"
xor
cx, cx
xor
dx, dx
mov
ax, 0x0020
directory entry
mul
WORD [bpbRootEntries]
directory
div
WORD [bpbBytesPerSector]
directory
xchg
ax, cx
; 32 byte
; total size of
; sectors used by
; compute location of root directory and store in "ax"
mov
al, BYTE [bpbNumberOfFATs]
mul
WORD [bpbSectorsPerFAT]
by FATs
add
ax, WORD [bpbReservedSectors]
bootsector
mov
WORD [datasector], ax
directory
add
WORD [datasector], cx
; number of FATs
; sectors used
; adjust for
; base of root
; read root directory into memory (7C00:0200)
mov
bx, 0x0200
above bootcode
call
ReadSectors
; copy root dir
;---------------------------------------------------; Find stage 2
;---------------------------------------------------; browse root directory for binary image
mov
cx, WORD [bpbRootEntries]
counter
mov
di, 0x0200
root entry
.LOOP:
push
cx
mov
cx, 0x000B
character name
mov
si, ImageName
; load loop
; locate first
; eleven
; image name to
find
push
di
rep cmpsb
entry match
pop
di
je
LOAD_FAT
pop
cx
add
di, 0x0020
directory entry
loop
.LOOP
jmp
FAILURE
; test for
; queue next
;---------------------------------------------------; Load FAT
;---------------------------------------------------LOAD_FAT:
; save starting cluster of boot image
mov
dx, WORD [di + 0x001A]
mov
WORD [cluster], dx
cluster
; file's first
; compute size of FAT and store in "cx"
xor
mov
mul
FATs
mov
ax, ax
al, BYTE [bpbNumberOfFATs]
WORD [bpbSectorsPerFAT]
; number of FATs
; sectors used by
cx, ax
; compute location of FAT and store in "ax"
mov
ax, WORD [bpbReservedSectors]
bootsector
; adjust for
; read FAT into memory (7C00:0200)
mov
bx, 0x0200
bootcode
call
ReadSectors
; copy FAT above
; read image file into memory (0050:0000)
mov
mov
image
mov
image
push
ax, 0x0050
es, ax
; destination for
bx, 0x0000
; destination for
bx
;---------------------------------------------------; Load Stage 2
;----------------------------------------------------
LOAD_IMAGE:
mov
pop
into
call
to LBA
xor
mov
call
push
ax, WORD [cluster]
bx
; cluster to read
; buffer to read
ClusterLBA
; convert cluster
cx, cx
cl, BYTE [bpbSectorsPerCluster]
ReadSectors
bx
; sectors to read
; compute next cluster
mov
ax, WORD [cluster]
cluster
mov
cx, ax
cluster
mov
dx, ax
cluster
shr
dx, 0x0001
add
cx, dx
mov
bx, 0x0200
in memory
add
bx, cx
mov
dx, WORD [bx]
from FAT
test
ax, 0x0001
jnz
.ODD_CLUSTER
; identify current
; copy current
; copy current
; divide by two
; sum for (3/2)
; location of FAT
; index into FAT
; read two bytes
.EVEN_CLUSTER:
and
bits
jmp
dx, 0000111111111111b
; take low twelve
.DONE
.ODD_CLUSTER:
shr
bits
dx, 0x0004
; take high twelve
.DONE:
mov
WORD [cluster], dx
cluster
cmp
dx, 0x0FF0
file
jb
LOAD_IMAGE
DONE:
mov
call
mov
si, msgCRLF
dl, [bootdevice]
; store new
; test for end of
push
push
retf
WORD 0x0050
WORD 0x0000
FAILURE:
mov
si, msgFailure
call
mov
ah, 0x00
int
0x16
int
0x19
computer
; await keypress
; warm boot
bootdevice db 0
datasector dw 0x0000
cluster
dw 0x0000
ImageName
db "KRNLDR SYS"
msgCRLF
db 0x0D, 0x0A, 0x00
msgProgress db ".", 0x00
msgFailure db 0x0D, 0x0A, "MISSING OR CURRUPT KRNLDR. Press
Any Key to Reboot", 0x0D, 0x0A, 0x00
TIMES 510-($-$$) DB 0
DW 0xAA55
2. Stage2.asm
;*******************************************************
;
;
Stage2.asm
;
Stage2 Bootloader
;
;
OS Development Series
;*******************************************************
bits 16
org 0x500
jmp
main
; go to start
;*******************************************************
;
Preprocessor directives
;*******************************************************
%include
%include
%include
%include
%include
%include
%include
"stdio.inc"
"Gdt.inc"
"A20.inc"
"Fat12.inc"
"Common.inc"
"bootinfo.inc"
"memory.inc"
;
;
;
;
basic i/o routines
Gdt routines
A20 enabling
FAT12 driver. Kinda :)
;*******************************************************
;
Data Section
;*******************************************************
LoadingMsg db 0x0D, 0x0A, "Searching for Operating System...",
0x00
msgFailure db 0x0D, 0x0A, "*** FATAL: Missing or corrupt
KRNL32.EXE. Press Any Key to Reboot.", 0x0D, 0x0A, 0x0A, 0x00
boot_info:
istruc multiboot_info
at multiboot_info.flags,
at multiboot_info.memoryLo,
at multiboot_info.memoryHi,
at multiboot_info.bootDevice,
at multiboot_info.cmdLine,
at multiboot_info.mods_count,
at multiboot_info.mods_addr,
at multiboot_info.syms0,
at multiboot_info.syms1,
at multiboot_info.syms2,
at multiboot_info.mmap_length,
at multiboot_info.mmap_addr,
at multiboot_info.drives_length,
at multiboot_info.drives_addr,
at multiboot_info.config_table,
at multiboot_info.bootloader_name,
at multiboot_info.apm_table,
at multiboot_info.vbe_control_info,
at multiboot_info.vbe_mode_info,
at multiboot_info.vbe_interface_seg,
at multiboot_info.vbe_interface_off,
at multiboot_info.vbe_interface_len,
iend
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd 0
dd
dd
dd
dd
dd
0
0
0
0
0
dw 0
dw 0
dw 0
dw 0
main:
;-------------------------------;
;
Setup segments and stack
;
;-------------------------------;
cli
xor
mov
mov
mov
0xffff
mov
mov
sti
ax,
ds,
es,
ax,
ax
ax
ax
0x0000
; clear interrupts
; null segments
; stack begins at 0x9000-
ss, ax
sp, 0xFFFF
; enable interrupts
mov
[boot_info+multiboot_info.bootDevice], dl
call
call
_EnableA20
InstallGDT
sti
xor
xor
call
eax, eax
ebx, ebx
BiosGetMemorySize64MB
push
eax
mov
eax, 64
mul
ebx
mov
ecx, eax
pop
eax
add
eax, ecx
add
eax, 1024
KB between 0-1MB; add it
;
;
; the routine doesnt add the
mov
mov
dword [boot_info+multiboot_info.memoryHi], 0
dword [boot_info+multiboot_info.memoryLo], eax
mov
mov
mov
call
eax, 0x0
ds, ax
di, 0x1000
BiosGetMemoryMap
call
mov
mov
mov
call
mov
cmp
je
mov
call
mov
int
int
LoadRoot
ebx, 0
ebp, IMAGE_RMODE_BASE
esi, ImageName
LoadFile
; load our file
dword [ImageSize], ecx
ax, 0
EnterStage3
si, msgFailure
Puts16
ah, 0
0x16
; await keypress
0x19
; warm boot computer
;-------------------------------;
;
Go into pmode
;
;-------------------------------;
EnterStage3:
cli
mov
eax, cr0
or
mov
eax, 1
cr0, eax
; clear interrupts
; set bit 0 in cr0--enter
pmode
jmp CODE_DESC:Stage3
; far jump to fix
CS. Remember that the code selector is 0x8!
; Note: Do NOT re-enable interrupts! Doing so will triple
fault!
; We will fix this in Stage 3.
;******************************************************
;
ENTRY POINT FOR STAGE 3
;******************************************************
bits 32
%include "Paging.inc"
BadImage db "*** FATAL: Invalid or corrupt kernel image.
Halting system.", 0
Stage3:
;-------------------------------;
;
Set registers
;-------------------------------;
mov ax, DATA_DESC
selector (0x10)
mov ds, ax
mov ss, ax
mov es, ax
mov esp, 9000h
;
; set data segments to data
; stack begins from 90000h
call ClrScr32
call EnablePaging
CopyImage:
mov eax, dword [ImageSize]
movzx
ebx, word [bpbBytesPerSector]
mul ebx
mov ebx, 4
div ebx
cld
mov
esi, IMAGE_RMODE_BASE
mov edi, IMAGE_PMODE_BASE
mov ecx, eax
rep movsd
; copy image to its
protected mode address
TestImage:
mov
ebx, [IMAGE_PMODE_BASE+60]
add
ebx, IMAGE_PMODE_BASE
; ebx now points to
file sig (PE00)
mov
esi, ebx
mov
edi, ImageSig
cmpsw
je
EXECUTE
mov ebx, BadImage
call
Puts32
cli
hlt
ImageSig db 'PE'
EXECUTE:
;---------------------------------------;
;
Execute Kernel
;---------------------------------------;
; parse the programs header info structures to get its
entry point
add
ebx, 24
mov
eax, [ebx]
20 bytes + size of sig (4 bytes)
add
ebx, 20-4
mov
ebp, dword [ebx]
in code section
add
ebx, 12
offset 8 bytes from entry point
mov
eax, dword [ebx]
add
ebp, eax
cli
mov
eax, 0x2badb002
say eax should be this
mov
ebx, 0
mov
edx, [ImageSize]
push
call
add
dword boot_info
ebp
esp, 4
; _IMAGE_FILE_HEADER is
; address of entry point
; get entry point offset
; image base is
; add image base
; multiboot specs
; Execute Kernel
cli
hlt
;-- header information format for PE files ------------------;typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER { // DOS .EXE header
;
USHORT e_magic;
// Magic number (Should be MZ
;
USHORT e_cblp;
// Bytes on last page of file
;
USHORT e_cp;
// Pages in file
;
USHORT e_crlc;
// Relocations
;
USHORT e_cparhdr;
// Size of header in paragraphs
;
USHORT e_minalloc;
// Minimum extra paragraphs
needed
;
USHORT e_maxalloc;
// Maximum extra paragraphs
needed
;
USHORT e_ss;
// Initial (relative) SS value
;
USHORT e_sp;
// Initial SP value
;
USHORT e_csum;
// Checksum
;
USHORT e_ip;
// Initial IP value
;
USHORT e_cs;
// Initial (relative) CS value
;
USHORT e_lfarlc;
// File address of relocation
table
;
USHORT e_ovno;
// Overlay number
;
USHORT e_res[4];
// Reserved words
;
USHORT e_oemid;
// OEM identifier (for e_oeminfo)
;
USHORT e_oeminfo;
// OEM information; e_oemid
specific
;
USHORT e_res2[10];
// Reserved words
;
LONG
e_lfanew;
// File address of new exe header
; } IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;
;
;
;typedef struct _IMAGE_FILE_HEADER {
;
USHORT Machine;
;
USHORT NumberOfSections;
;
ULONG
TimeDateStamp;
;
ULONG
PointerToSymbolTable;
;
ULONG
NumberOfSymbols;
;
USHORT SizeOfOptionalHeader;
;
USHORT Characteristics;
;} IMAGE_FILE_HEADER, *PIMAGE_FILE_HEADER;
;struct _IMAGE_OPTIONAL_HEADER {
;
//
;
// Standard fields.
;
//
;
USHORT Magic;
;
UCHAR
MajorLinkerVersion;
;
UCHAR
MinorLinkerVersion;
;
ULONG
SizeOfCode;
;
ULONG
SizeOfInitializedData;
;
ULONG
SizeOfUninitializedData;
;
ULONG
AddressOfEntryPoint;
;
ULONG
BaseOfCode;
;
ULONG
BaseOfData;
;
//
;
// NT additional fields.
;
//
;
ULONG
ImageBase;
;
ULONG
SectionAlignment;
;
ULONG
FileAlignment;
;
USHORT MajorOperatingSystemVersion;
;
USHORT MinorOperatingSystemVersion;
;
USHORT MajorImageVersion;
;
USHORT MinorImageVersion;
;
USHORT MajorSubsystemVersion;
;
USHORT MinorSubsystemVersion;
;
ULONG
Reserved1;
;
ULONG
SizeOfImage;
;
ULONG
SizeOfHeaders;
;
ULONG
CheckSum;
;
USHORT Subsystem;
;
USHORT DllCharacteristics;
;
ULONG
SizeOfStackReserve;
0) {
//! go back one char
unsigned y, x;
DebugGetXY (&x, &y);
if (x>0)
DebugGotoXY (--x, y);
else {
//! x is already 0, so go back one line
y--;
x = DebugGetHorz ();
}
//! erase the character from display
DebugPutc (' ');
DebugGotoXY (x, y);
if (strcmp(opr,"\0")!=0){
if (buf[i-1]==','){
parse = false;
} else {
if (!parse){
n1[0] = (n1[0]/10);
} else {
n2[0] = (n2[0]/10);
}
}
}
//! go back one char in cmd buf
i--;
}
}
//! only add the char if it is to be buffered
if (BufChar) {
int digit1=0;
int digit2=0;
//! convert key to an ascii char and put it in buffer
char c = kkybrd_key_to_ascii (key);
if (c != 0) { //insure its an ascii char
DebugPutc (c);
if (strcmp(opr,"\0")!=0){
if (key==KEY_COMMA){
parse = true;
} else {
if (!parse){
int num =
kkybrd_key_to_ascii(key);
n1[0] = (num-48)+(n1[0]*10);
} else {
int num =
kkybrd_key_to_ascii(key);
n2[0] = (num-48)+(n2[0]*10);
}
}
}
if (key==KEY_SPACE){
//DebugPrintf ("\n\r %s ",opr);
strcpy(opr,buf);
//DebugPrintf ("\n\r %s ",opr);
}
buf [i++] = c;
}
}
//! wait for next key. You may need to adjust this to suite
your needs
sleep (5);
}
//! null terminate the string
buf [i] = '\0';
}
4. Fat12.cpp pada Windows 8.1 64-bit
/********************************************************************
**********
fat12.cpp
-FAT12 Minidriver
arthor\ Mike
*********************************************************************
*********/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
"DebugDisplay.h"
"fat12.h"
"string.h"
"flpydsk.h"
"bpb.h"
"ctype.h"
//! bytes per sector
#define SECTOR_SIZE 512
//! FAT FileSystem
FILESYSTEM _FSysFat;
//! Mount info
MOUNT_INFO _MountInfo;
//! File Allocation Table (FAT)
uint8_t FAT [SECTOR_SIZE*2];
/**
Helper function. Converts filename to DOS 8.3 file
format
*/
void ToDosFileName (const char* filename,
char* fname,
unsigned int FNameLength) {
unsigned int
i=0;
if (FNameLength > 11)
return;
if (!fname || !filename)
return;
//! set all characters in output name to spaces
memset (fname, ' ', FNameLength);
//! 8.3 filename
for (i=0; i < strlen(filename)-1 && i < FNameLength; i++) {
if (filename[i] == '.' || i==8 )
break;
//! capitalize character and copy it over (we dont handle LFN format)
fname[i] = toupper (filename[i] );
}
//! add extension if needed
if (filename[i]=='.') {
//! note: cant just copy over-extension might not be 3 chars
for (int k=0; kFileSize;
file.eof
= 0;
file.fileLength
= directory->FileSize;
//! set file type
if (directory->Attrib == 0x10)
file.flags = FS_DIRECTORY;
else
file.flags = FS_FILE;
//! return file
return file;
}
//! go to next directory
directory++;
}
}
//! unable to find file
file.flags = FS_INVALID;
return file;
}
/**
Reads from a file
*/
void fsysFatRead(PFILE file, unsigned char* Buffer, unsigned int
Length) {
if (file) {
//! starting physical sector
unsigned int physSector = 32 + (file->currentCluster - 1);
//! read in sector
unsigned char* sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector (
physSector );
//! copy block of memory
memcpy (Buffer, sector, 512);
//! locate FAT sector
unsigned int FAT_Offset = file->currentCluster + (file>currentCluster / 2); //multiply by 1.5
unsigned int FAT_Sector = 1 + (FAT_Offset / SECTOR_SIZE);
unsigned int entryOffset = FAT_Offset % SECTOR_SIZE;
//! read 1st FAT sector
sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector ( FAT_Sector );
memcpy (FAT, sector, 512);
//! read 2nd FAT sector
sector = (unsigned char*) flpydsk_read_sector ( FAT_Sector + 1 );
memcpy (FAT + SECTOR_SIZE, sector, 512);
//! read entry for next cluster
uint16_t nextCluster = *( uint16_t*) &FAT [entryOffset];
//! test if entry is odd or even
if( file->currentCluster & 0x0001 )
nextCluster >>= 4;
//grab high 12 bits
else
nextCluster &= 0x0FFF;
//grab low 12 bits
//! test for end of file
if ( nextCluster >= 0xff8) {
file->eof = 1;
return;
}
//! test for file corruption
if ( nextCluster == 0 ) {
file->eof = 1;
return;
}
//! set next cluster
file->currentCluster = nextCluster;
}
}
/**
Closes file
*/
void fsysFatClose (PFILE file) {
if (file)
file->flags = FS_INVALID;
}
/**
Locates a file or folder in subdirectory
*/
FILE fsysFatOpenSubDir (FILE kFile,
const char* filename) {
FILE file;
//! get 8.3 directory name
char DosFileName[11];
ToDosFileName (filename, DosFileName, 11);
DosFileName[11]=0;
//! read directory
while (! kFile.eof ) {
//! read directory
unsigned char buf[512];
fsysFatRead (&file, buf, 512);
//! set directort
PDIRECTORY pkDir = (PDIRECTORY) buf;
//! 16 entries in buffer
for (unsigned int i = 0; i < 16; i++) {
//! get current filename
char name[11];
memcpy (name, pkDir->Filename, 11);
name[11]=0;
//! match?
if (strcmp (name, DosFileName) == 0) {
//! found it, set up file info
strcpy (file.name, filename);
file.id
= 0;
file.currentCluster = pkDir->FirstCluster;
file.fileLength
= pkDir->FileSize;
file.eof
= 0;
file.fileLength
= pkDir->FileSize;
//! set file type
if (pkDir->Attrib == 0x10)
file.flags = FS_DIRECTORY;
else
file.flags = FS_FILE;
//! return file
return file;
}
//! go to next entry
pkDir++;
}
}
//! unable to find file
file.flags = FS_INVALID;
return file;
}
/**
Opens a file
*/
FILE fsysFatOpen (const char* FileName) {
FILE curDirectory;
char* p = 0;
bool rootDir=true;
char* path = (char*) FileName;
//! any '\'s in path?
p = strchr (path, '\\');
if (!p) {
//! nope, must be in root directory, search it
curDirectory = fsysFatDirectory (path);
//! found file?
if (curDirectory.flags == FS_FILE)
return curDirectory;
//! unable to find
FILE ret;
ret.flags = FS_INVALID;
return ret;
}
//! go to next character after first '\'
p++;
while ( p ) {
//! get pathname
char pathname[16];
int i=0;
for (i=0; iBpb.NumSectors;
_MountInfo.fatOffset
= 1;
_MountInfo.fatSize
= bootsector->Bpb.SectorsPerFat;
_MountInfo.fatEntrySize
= 8;
_MountInfo.numRootEntries = bootsector->Bpb.NumDirEntries;
_MountInfo.rootOffset
= (bootsector->Bpb.NumberOfFats *
bootsector->Bpb.SectorsPerFat) + 1;
_MountInfo.rootSize
= ( bootsector->Bpb.NumDirEntries * 32 ) /
bootsector->Bpb.BytesPerSector;
}
/**
Initialize filesystem
*/
void fsysFatInitialize () {
//! initialize filesystem struct
strcpy (_FSysFat.Name, "FAT12");
_FSysFat.Directory = fsysFatDirectory;
_FSysFat.Mount
= fsysFatMount;
_FSysFat.Open
= fsysFatOpen;
_FSysFat.Read
= fsysFatRead;
_FSysFat.Close
= fsysFatClose;
//! register ourself to volume manager
volRegisterFileSystem ( &_FSysFat, 0 );
//! mounr filesystem
fsysFatMount ();
}
Kesimpulan
Tutorial yang diberikan Brokenthorn masih memiliki banyak bug dan memiliki keterbatasan
lingkungan pengembangan. Pada situs Brokenthorn dikembangkan pada Windows 32-bit
dengan tools Microsoft Visual Studio 2005 dan tidak mudah untuk beradaptasi dengan
lingkungan pengembangan lainnya, seperti Windows 64-bit dan Microsoft Visual Studio versi
lain.
Fungsi aritmatika dapat dikembangkan secara langsung pada Kernel tanpa memerlukan
interface lain. Pengembangan fungsi ini akan lebih mudah dengan cara membuat fungsi baru
sehingga tidak perlu memodifikasi fungsi yang sudah ada.
File System tidak dapat dikembangkan karena belum stabilnya OS yang dibuat.
Saran
Selain saran yang disampaikan pada tugas sebelumnya, saran yang muncul dari pengerjaan tugas ini
adalah akan lebih baik apabila pemberi tugas telah berhasil mengerjakan tugas yang diberikan
terlebih dahulu. Hal ini akan berpengaruh pada efisiensi waktu pengerjaan dan akan ada tempat
bertanya yang pasti.
Pembagian Kerja
Nama
NIM
Tanggung
Jawab
Pekerjaan
Hasil
Miftakhul
Afrizal Ricko
Primantara
18212014
Anggota
Kelompok
Pengembanga
n OS pada
Windows 7 32bit
Pengembanga
n fungsi
aritmatika
Dokumentasi
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Finishing
Dokumen
Pengumpulan
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Pengembanga
n fungsi
Rizal Kurnia
Rohman
18212015
Anggota
Kelompok
Hilman
Ramadhan
18212024
Anggota
Kelompok
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
7 32-bit
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Seluruh
deliverabl
es
dikumpul
kan
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Presentase
Kerja
Keseluruhan
25%
25%
25%
Ghani
Ruhman
18212035
Ketua
Kelompok
aritmatika
Dokumentasi
Rancangan
desain untuk
dokumen
Pengembanga
n OS pada
Windows 8.1
64-bit
Pengembanga
n fungsi
aritmatika
Dokumentasi
Pengerjaan
Dokumen
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
Desain
untuk
Dokumen
OS untuk
dapat
disimulasi
kan pada
Windows
8.1 64-bit
Fungsi
aritmatik
a dalam
OS
Dokumen
25%