使用自定义引导加载程序创建可启动 ISO 映像

问题描述：

我正在尝试将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MikeOS引导加载程序的代码。这是我的引导加载程序代码：

   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 

此命令运行正常，并给出 .bin 输出。接下来我输入以下命令：

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

这也运行良好，并给了我 .img 输出文件。当我输入此命令时：

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

我收到以下错误： 。我在DDdd: unrecognized operand ‘skip’文档中看到，skip 属性必须指定一个数字。您知道我应该为 skip 属性输入什么数字吗（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。我该如何解决我遇到的问题？有没有其他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？

解决方案 1：

看来您从这个StackOverflow 答案中找到了创建可启动ISO映像的示例。不幸的是，您选择了一个公认的答案，该答案在很多方面都是不正确的。假装您从未见过这个答案。

在大多数 Linux 发行版中，都存在一个名为genisoimage或 的程序mkisofs。如今，它们实际上是同一个程序。您可以在下面的示例中替换任何一个。我的示例将假设ISO创建实用程序名为genisoimage。

在您的问题中，您在名为的文件中有一些引导加载程序代码boot.asm。您可以使用以下命令将其正确地组装为引导扇区二进制映像：

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

这将创建boot.bin您的引导扇区。下一步是创建软盘映像并将其放置boot.bin在第一个扇区中。您可以使用以下命令执行此操作：

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

第一个命令只是创建一个大小等于 1.44MB 软盘（10241440 字节）的零填充磁盘映像。第二个命令将其放入boot.bin的第一个扇区中，floppy.img而不会截断文件的其余部分。表示查找第一个扇区（512 字节是DD*seek=0的默认块大小）。指定我们只想从中复制 1 个扇区（512 字节）。表示在写入输出文件后，剩余的磁盘映像将保持完整（不被截断）。count=1`boot.bin`conv=notrunc

按照上面的方式构建磁盘映像后，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 \n    -hide floppy.img iso/

上面的命令首先创建一个名为的子目录iso，其中包含要放置在最终 CD-ROM 映像上的文件。第二个命令除了将我们的文件复制floppy.img到iso目录中之外什么都不做，因为我们需要它来进行引导。第三个命令执行了繁重的工作并构建了ISO映像。

• -V 'MYOS'设置卷标（可以是任何你想要的）

• -input-charset iso8859-1设置正在使用的字符集。不要更改它

• -o myos.iso表示ISO映像将输出到文件myos.iso

• -b floppy.img表示我们的ISO将可启动，并且正在使用的启动映像是文件floppy.img

• -hide floppy.img不需要，但它会隐藏最终 ISO 目录列表中的启动映像。如果您要挂载此ISO并ls对其执行操作以列出文件，floppy.img则不会出现。

• iso/命令末尾是用于构建ISO映像的目录。它至少需要包含我们的可启动软盘映像，但您可以将任何其他文件放入iso/目录中。

生成的ISO映像可以启动。使用QEMU启动此类映像myos.iso的示例：

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

解决方案 2：

对于 CD；有一个规范（“El Torito”）描述了可启动 CD 的工作原理；其中前 16 个（2048 字节）扇区未使用，有一个“启动目录”，固件使用它来决定应该使用哪个启动加载程序（因此您可以使用一张 CD 来启动非常不同的系统 - 例如 PC BIOS、UEFI、PowerPC 等），然后是启动加载程序本身。

仅对于“PC BIOS”，就有 3 种可能性：

• 模拟软盘（使用存储在 CD 上的“软盘映像”）

• 模拟硬盘（使用存储在 CD 上的“硬盘映像”）

• 无模拟

前 2 个选项主要是为了兼容目的（不支持从 CD 启动的旧操作系统，如 MS-DOS）；并且会影响性​​能（例如，为了模拟加载一个 512 字节虚拟扇区，固件必须加载一个真正的 2048 字节扇区并丢弃多余的 1536 字节）。过去 15 年内设计/编写的任何操作系统都应该使用“无模拟”。

对于“无模拟”：

• 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 上的扇区为 2048 字节（而不是 512 字节）；应通过“int 0x13 扩展”加载（而不是软盘使用的旧的/有限的“CHS 磁盘功能”）。

• 不需要 BIOS 参数块（对于软盘来说，这应该是强制性的）

• 不需要分区表（对于硬盘来说，这应该是强制性的，包括 GPT）

• 您可能希望支持 ISO9660 作为文件系统（以查找内核和/或引导加载程序需要加载的其他文件）而不是 FAT。

还请注意，（一般来说）对于“PC BIOS”，您可能需要 5 个不同的引导加载程序（一个用于软盘，一个用于“MBR 分区”硬盘，一个用于“GPT 分区”硬盘，一个用于 CD，一个用于网络引导）。这些情况都足够不同（其中 3 个情况的“仅一个 512 字节初始扇区”限制已经足够严格），以至于“一个引导加载程序支持所有设备”的想法成为一场灾难。

要真正生成 ISO，您可以使用现有的工具（例如 mkisofs），也可以编写自己的工具（ISO9660 和“El Torito”都相对容易理解，编写自己的工具来生成 ISO 只需不到 2 天的时间，这对于 OS 开发项目来说无异于沧海一粟）。