使用自定义引导加载程序创建可引导 ISO 映像

Question

我正在尝试将我用汇编语言编写的引导加载程序转换为 ISO 映像文件。以下是来自 MikeOS 引导加载程序的代码。这是我的引导程序代码：

   BITS 16
start:
    mov ax, 07C0h     ; Set up 4K stack space after this bootloader
    add ax, 288       ; (4096 + 512) / 16 bytes per paragraph
    mov ss, ax
    mov sp, 4096

    mov ax, 07C0h     ; Set data segment to where we're loaded
    mov ds, ax

    mov si, text_string   ; Put string position into SI
    call print_string ; Call our string-printing routine

    jmp $         ; Jump here - infinite loop!
    text_string db 'This is my cool new OS!', 0

    print_string:         ; Routine: output string in SI to screen
    mov ah, 0Eh       ; int 10h 'print char' function

.repeat:
    lodsb         ; Get character from string
    cmp al, 0
    je .done      ; If char is zero, end of string
    int 10h           ; Otherwise, print it
    jmp .repeat
.done:
    ret

    times 510-($-$$) db 0 ; Pad remainder of boot sector with 0s
    dw 0xAA55     ; The standard PC boot signature

我输入了以下命令：

nasm -f bin -o boot.bin boot.asm

此命令运行良好，并提供 .bin 输出。接下来我输入了以下命令：

dd if=boot.bin of=floppy.img count=1 bs=512

这也很好用，并为我提供了 .img 输出文件。当我键入此命令时：

dd if=boot.bin of=floppy.img skip seek=1 count=1339

我收到以下错误：dd: unrecognized operand ‘skip’。我在 DD 文档中读到，skip 属性必须分配一个数字。任何想法我应该使用 skip 属性键入什么数字（例如 skip=1）。

接下来我输入以下命令：

mkdosfs -C floppy.img 1440

我收到以下错误：mkdosfs: unable to create floppy.img。如何解决我遇到的问题？还有另一种更简单的方法可以将我的引导加载程序 .bin 文件转换为 ISO 映像吗？

Answer 1

您似乎找到了从这个 Whosebug Answer 创建可引导 ISO 映像的示例。不幸的是，您选择了一个在很多方面都不正确的公认答案。假装你从来没有看到那个答案。

在大多数 Linux 发行版中，存在名为 genisoimage 或 mkisofs 的程序。现在它们实际上是同一个程序。无论您有什么，都可以在下面的示例中替换。我的示例将假定 ISO 创建实用程序称为 genisoimage.

在您的问题中，您在名为 boot.asm 的文件中有一些引导加载程序代码。您正确地 assemble 将此设置为引导扇区二进制映像：

nasm -f bin -o boot.bin boot.asm

这将创建 boot.bin，这是您的引导扇区。下一步是创建软盘映像并将 boot.bin 放在第一个扇区。你可以这样做：

dd if=/dev/zero of=floppy.img bs=1024 count=1440
dd if=boot.bin of=floppy.img seek=0 count=1 conv=notrunc

第一个命令简单地使零填充的磁盘映像等于 1.44MB 软盘的大小（1024*1440 字节）。第二个命令将 boot.bin 放入 floppy.img 的第一个扇区而不截断文件的其余部分。 seek=0 表示查找第一个扇区（512 字节是 DD 的块的默认大小）。 count=1 指定我们只想从 boot.bin 复制 1 个扇区（512 字节）。 conv=notrunc 表示在写入输出文件后，剩余的磁盘映像将保持完整（未被截断）。

如上所示构建磁盘映像后，您可以使用以下命令创建 ISO 映像：

mkdir iso
cp floppy.img iso/
genisoimage -quiet -V 'MYOS' -input-charset iso8859-1 -o myos.iso -b floppy.img \
    -hide floppy.img iso/

上面的命令首先创建一个名为 iso 的子目录，其中将包含要放置到最终 CD-ROM 映像中的文件。第二个命令只是将我们的 floppy.img 复制到 iso 目录，因为我们需要它来启动。第三个命令执行繁重的工作并构建 ISO 映像。

-V 'MYOS' 设置卷标（可以随意）
-input-charset iso8859-1 设置正在使用的字符集。不要改变它
-o myos.iso 表示 ISO 图像将输出到文件 myos.iso
-b floppy.img 表示我们的 ISO 将是可引导的，并且正在使用的引导映像是文件 floppy.img
-hide floppy.img 不是必需的，但它隐藏了最终 ISO 目录列表中的引导映像。如果您挂载此 ISO 并在其上执行 ls 以列出文件，floppy.img 将不会出现。
iso/ 是用于构建 ISO 映像的目录。它至少需要包含我们的可引导软盘映像，但您可以将任何其他文件放入 iso/ 目录。

生成的ISO镜像myos.iso可以启动。使用 QEMU 启动这样一个镜像的例子：

qemu-system-i386 -cdrom ./myos.iso

Answer 2

对于光盘；有一个规范 ("El Torito") 描述了 bootable CD 的工作原理；在前 16 个（2048 字节）扇区未使用的地方，固件使用 "boot catalogue" 来决定它应该使用哪个引导加载程序（因此您可以使用一张 CD 来引导非常不同的系统 - 例如 PC BIOS、UEFI、PowerPC 等），然后是引导加载程序本身。

仅 "PC BIOS" 就有 3 种可能性：

模拟软盘（使用存储在 CD 上的 "floppy disk image"）
模拟硬盘（使用 "hard disk image" 存储在 CD 上）
没有仿真

前两个选项主要是为了兼容（不支持从 CD 启动的老 OSs，如 MS-DOS）；并具有性能影响（例如，要模拟加载一个 512 字节的虚拟扇区，固件必须加载一个真正的 2048 字节的扇区并丢弃多余的 1536 字节）。在过去 15 年以上的任何 OS designed/written 都应该使用 "no emulation".

对于"no emulation"：

固件会加载整个引导加载程序（最多可达 512 KiB），而不仅仅是一个扇区
CD 上的扇区是 2048 字节（而不是 512 字节）；并且应该通过加载。 "int 0x13 extensions"（而不是您用于软盘的 old/limited "CHS disk functions"）
不需要 BIOS 参数块（对于软盘应该被认为是必需的）
不需要分区table（对于硬盘应该算是强制分区，包括GPT）
您可能希望支持 ISO9660 作为文件系统（以查找内核 and/or 引导加载程序需要加载的其他文件）而不是 FAT。

还要注意（通常）对于 "PC BIOS"，您可能需要 5 个不同的引导装载程序（一个用于软盘，一个用于 "MBR partitioned" 硬盘，一个用于 "GPT partitioned" 硬盘，一个用于CD，一个用于网络引导）。这些案例完全不同（并且 "one 512-byte initial sector only" 对其中 3 个案例的限制已经足够严格）使 "all devices supported by one boot loader" 想法成为一场灾难。

实际生成ISO；可以使用已有的工具（例如mkisofs），也可以自己写工具（ISO9660和"El Torito"都比较容易理解，自己写工具生成ISO不到2天就搞定，这对于 OS 个开发项目来说就像沧海一粟）。

使用自定义引导加载程序创建可引导 ISO 映像

Creating a bootable ISO image with custom bootloader

linux

assembly

nasm

osdev

dd