尝试通过 int 16h 读取密钥以 VM 重启结束

Question

我试图将键盘交互添加到来自 this example 的代码中。考虑以下文件：

Cargo.toml

[package]
name = "kernelhello"
version = "0.0.1"

[dependencies]
bootloader = "0.3.12"

[package.metadata.bootimage]
default-target = "build.json"

build.json

{
  "llvm-target": "x86_64-unknown-none",
  "data-layout": "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128",
  "arch": "x86_64",
  "target-endian": "little",
  "target-pointer-width": "64",
  "target-c-int-width": "32",
  "os": "none",
  "executables": true,
  "linker-flavor": "ld.lld",
  "linker": "rust-lld",
  "panic-strategy": "abort",
  "disable-redzone": true,
  "features": "-mmx,-sse,+soft-float"
}

src/main.rs

// src/main.rs
#![feature(asm)]

#![no_std] // don't link the Rust standard library
#![no_main] // disable all Rust-level entry points

use core::panic::PanicInfo;

/// This function is called on panic.
#[panic_handler]
fn panic(_info: &PanicInfo) -> ! {
    loop {}
}


#[no_mangle]
pub extern "C" fn _start() -> ! {
    let mut HELLO: &mut [u8] = &mut b"Hello World!".clone();
    let vga_buffer = 0xb8000 as *mut u8;

    let mut z = 0;
    loop {
        for (i, byte) in HELLO.iter_mut().enumerate() {
            unsafe {
                z += 14;
                z %= 4000;
                *vga_buffer.offset(z + i as isize * 2) = *byte;
                *vga_buffer.offset(z + i as isize * 2 + 1) = 0xa;
                asm!("mov $[=12=], %ah\nint $[=12=]x16");
            }
        }
    }
}

不幸的是，bootimage run 的尝试以卡在重启循环中的图像结束 - 如果我注释掉 asm! 调用，则不会发生这种情况。这是一个反汇编：

➜  rust-kernel-hello objdump -D -b binary -Mintel,x86-64  -m i386 target/build/debug/bootimage-kernelhello.bin | grep -C5 'ef01'
    eef0:       00 
    eef1:       48 8b 84 24 d0 00 00    mov    rax,QWORD PTR [rsp+0xd0]
    eef8:       00 
    eef9:       48 89 84 24 00 01 00    mov    QWORD PTR [rsp+0x100],rax
    ef00:       00 
    ef01:       48 8d bc 24 f0 00 00    lea    rdi,[rsp+0xf0]
    ef08:       00 
    ef09:       e8 72 fe ff ff          call   0xed80
    ef0e:       48 89 94 24 20 01 00    mov    QWORD PTR [rsp+0x120],rdx
    ef15:       00 
    ef16:       48 89 84 24 18 01 00    mov    QWORD PTR [rsp+0x118],rax
--
    f119:       48 89 04 24             mov    QWORD PTR [rsp],rax
    f11d:       48 8b 04 24             mov    rax,QWORD PTR [rsp]
    f121:       c6 00 0a                mov    BYTE PTR [rax],0xa
    f124:       b4 00                   mov    ah,0x0
    f126:       cd 16                   int    0x16
    f128:       e9 d4 fd ff ff          jmp    0xef01
    f12d:       48 8d 3d cc 0a 00 00    lea    rdi,[rip+0xacc]        # 0xfc00
    f134:       e8 07 04 00 00          call   0xf540
    f139:       0f 0b                   ud2    
    f13b:       48 8d 3d e6 0a 00 00    lea    rdi,[rip+0xae6]        # 0xfc28
    f142:       e8 f9 03 00 00          call   0xf540

我做错了什么？

Answer 1

我想更详细地解释一下zx485的评论：

我经常看到汇编语言初学者对 int (x86)、syscall (MIPS) 或 SWI (ARM) 等指令的实际作用感到困惑。

实际上，这些指令是 call 指令的一种特殊形式：它们调用一些通常位于操作系统中的子例程。

64 位 x86 CPUs 有不同的操作模式。其中一个名为 "real mode"。在此模式下 CPU 只能执行 16 位代码。

可使用int 0x16调用的BIOS子程序仅在PC运行在"real mode"时有效。

您的程序是 64 位程序（使用 rax 之类的寄存器）这一事实告诉我们您的 CPU 在实模式下不是运行。

如果您正在编写自己的操作系统，您可以定义自己的子例程，这些子例程由某些 int 指令调用：

您可以定义一个由 int 0x16 调用的读取键盘的子例程和另一个由 int 0x10 写入屏幕调用的子例程。

不过，您也可以在操作系统中自由定义 int 0x16 用于写入屏幕，int 0x10 用于硬盘访问。

并且在任何情况下，您都必须自己编写子程序，因为 BIOS 中现有的子程序不能用于 "real mode" 以外的任何其他操作模式。（这就是 Ross Ridge 在他的评论中所指出的。）

尝试通过 int 16h 读取密钥以 VM 重启结束

Attempt to read key via int 16h ends in VM reboot

assembly

x86

rust

keyboard

bios