===================================================== 제목 : IBM Compatible PC Emulator 사용법 (Bochs) 작성자 : edward_frswz 작성일자 : 2002. 12. 16 분석 : edward frswz 분석버젼 : ver 0.0.1 라이센스 : GPL 홈페이지 : http://osx86.codesum.org ===================================================== 가상머신 bochs 사용법 ======================================================= - 준비물 i386+ Compatible PC Win32 Operating System Bochs Emulator NASM (Win32 Version) 틀린 내용이나 이상한 내용은 바로 메일로 씹어주세요. 제가 검증 후 바로 고쳐서 업데이트 하겠습니다. email : osx86@codesum.org ======================================================= 0. 소개 OS 개발이나 분석을 위해서 꼭 필요한 것들중에 하나인 VM 을 소개하고자 합니다. VM 에는 Bochs(옛 Plex86), Virtual PC, vmware 같은 것들이 있죠. 테스트용으로 쓰기엔 제가 써본것들중 Bochs 가 젤 빠르고 편한듯합니다. 설정은 가장 어렵지만 ... 세부설정이 가능한 점이 참 좋은것 같습니다. Bochs 의 역할은 PC 안에 하나의 PC 처럼 BIOS 와 각종 장치들을 가상으로 동작할수 있게 해줍니다. 이 문서의 끝부분에서 BOCHS 로 간단한 어셈블리 프로그램을 부팅해서 동작하는것을 해보도록 하겠습니다. 1. 다운로드 및 설치 다운로드와 설치는 너무 간단해서 설명할것이 별로 없을것 같네요. 우선 제 홈페이지나 bochs 홈페이지에서 다운로드를 하세요. OSx86 홈페이지 (http://osx86.codesum.org/data/vm/bochs-2p4.exe) Bochs 홈페이지 (http://bochs.sf.net) 그리고 설치는 바이너리를 실행하시면 됩니다. 이 문서에서 설치 경로는 C:?ochs2p4 로 하겠습니다. 설치하실때 체크하는건 원하시는데로 해주시면 됩니다. 2. bochs의 설정 우선 가상머신을 사용하기 전에 장치에 대해서 설정을 해주어야 합니다. 설정파일은 bochs2p4?ochsrc-sample.txt 파일입니다. 에디터 창에 파일을 열어보시면 ... ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ # You many now use double quotes around pathnames, in case # your pathname includes spaces. #======================================================================= # CONFIG_INTERFACE # # The configuration interface is a series of menus or dialog boxes that # allows you to change all the settings that control Bochs's behavior. # There are two choices of configuration interface: a text mode version # called "textconfig" and a graphical version called "wx". The text # mode version uses stdin/stdout and is always compiled in. The graphical # version is only available when you use "--with-wx" on the configure # command. If you do not write a config_interface line, Bochs will # choose a default for you. ....................................... (중략) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 다음과 같은 내용이 나옵니다 거기서 부터 시작하죠 ... 우선 bochsrc-sample.txt 파일을 복사해서 bochsrc.txt 라는 이름의 파일을 하나 만듭니다. 그리고 bochsrc.txt 파일을 열고 젤 위에서 부터 설정하겠습니다. # CONFIG_INTERFACE ================================ #config_interface: textconfig #config_interface: wx ================================ 이 옵션은 컨피그 모드를 정하는 것입니다. textconfig 는 텍스트 모드를 통해서 설정을 하게 되고, wx 는 그래픽 모드를 통해서 설정할수 있습니다. bochs 사용과는 아무런 상관이 없으므로 그냥 놔두고 내려갑니다. # DISPLAY_LIBRARY ================================ #display_library: amigaos #display_library: beos #display_library: carbon #display_library: macintosh #display_library: nogui #display_library: rfb #display_library: sdl #display_library: term #display_library: win32 #display_library: wx #display_library: x ================================ 디스플레이 옵션입니다. 이 부분도 크게 설정할 필요가 없겠군요. 보크스가 디폴트 설정을 해줍니다. # ROMIMAGE ============================================================= #romimage: bios/BIOS-bochs-970717a romimage: file=bios/BIOS-bochs-latest, address=0xf0000 #romimage: file=bios/BIOS-bochs-2-processors, address=0xf0000 #romimage: file=bios/BIOS-bochs-4-processors, address=0xf0000 #romimage: file=bios/rombios.bin, address=0xf0000 ============================================================= 사용할 롬 바이오스를 선택합니다. 여기서 기존 세팅으로 그냥 쓰셔도 되구요. 프로세서가 2개 혹은 4개짜리 인경우 2-processors 혹은 4-processors 를 사용하시면 되구요. (Caution : 저 바이오스들은 bochs2p4에 그냥 풀어져 있을겁니다. 저위에 나열된 파일들을 bochs2p4 디렉토리 밑에 bios 라는 폴더를 만들어주시고, 그쪽으로 옮겨주세요.) # MEGS ================================ #megs: 256 #megs: 128 #megs: 64 megs: 32 #megs: 16 #megs: 8 ================================ bochs 로 돌릴 운영체제의 메모리를 설정합니다. 이것도 원하는 만큼 메모리가 허용하는대로 주세요. # OPTROMIMAGE[1-4] ======================================================= #optromimage1: file=optionalrom.bin, address=0xd0000 #optromimage2: file=optionalrom.bin, address=0xd1000 #optromimage3: file=optionalrom.bin, address=0xd2000 #optromimage4: file=optionalrom.bin, address=0xd3000 ======================================================= 추가 ROMIMAGE 입니다. 저도 설정안하고 잘 씁니다. ^^; 필요하신분은 로드해서 쓰세요. # VGAROMIMAGE ======================================= #vgaromimage: bios/VGABIOS-lgpl-latest vgaromimage: bios/VGABIOS-elpin-2.40 ======================================= 원하는 VGABIOS 를 선택합니다. 기본 설정으로 해도 무난하죠. C0000 영역에 로드됩니다. (Caution : 위의 바이오스와 마찬가지로... bochs2p4?ios 로 위의 파일들을 다 옮겨주세요.) # FLOPPYA ============================================= floppya: 1_44=/dev/fd0, status=inserted #floppya: file=../1.44, status=inserted #floppya: 1_44=/dev/fd0H1440, status=inserted #floppya: 1_2=../1_2, status=inserted #floppya: 1_44=a:, status=inserted #floppya: 1_44=a.img, status=inserted ============================================= Floppy A: 를 설정하는 곳입니다. 우선 크기는 1_44 로 사용하시면 되구요. 맨 밑의 설정을 선택해주시면 되겠네요. 다음의 예를 보죠. #floppya: 1_44=a.img, status=inserted 우선 주석처리된 #을 지우시고, 1_44는 디스크의 크기를 말합니다. a.img 는 디스크로 쓸 이미지 파일명입니다. 나중에 우리가 쓸 디스크 이미지 입니다. 저는 ed.img 로 해뒀죠. status=inserted 는 보크스 머신이 시작할때 삽입해두겠다는 소리입니다. eject도 있는데 eject 는 빼두겠다는 소리구요. 결론적으로 다음과 같이 했겠죠. floppya: 1_44=ed.img, status=inserted # FLOPPYB ===================================== #floppyb: 1_44=b:, status=inserted floppyb: 1_44=b.img, status=inserted ===================================== Floopy B: 를 사용하기 위해 설정하는 것이지요. 저는 안쓰려고 두번째 라인을 주석처리 했습니다. #floppyb: 1_44=b.img, status=inserted 이렇게요... # ATA0, ATA1, ATA2, ATA3 ======================================================= ata0: enabled=1, ioaddr1=0x1f0, ioaddr2=0x3f0, irq=14 ata1: enabled=0, ioaddr1=0x170, ioaddr2=0x370, irq=15 ata2: enabled=0, ioaddr1=0x1e8, ioaddr2=0x3e8, irq=11 ata3: enabled=0, ioaddr1=0x168, ioaddr2=0x368, irq=9 ======================================================= HDD 나 CDROM 을 위한 ATA 컨트롤러를 설정합니다. 사용할것만 enable 상태를 1로 만들어 줍니다. # ATA[0-3]-MASTER, ATA[0-3]-SLAVE ========================================================================== ata0-master: type=disk, path="30M.sample", cylinders=615, heads=6, spt=17 #ata0-slave: type=cdrom, path=D:, status=inserted #ata0-slave: type=cdrom, path=/dev/cdrom, status=inserted ========================================================================== 여기서는 bximage 라는 프로그램을 사용합니다. 물론 bochs 설치시 자동 설치되는 프로그램이죠. ata0-master: type=disk, path="30M.sample", cylinders=615, heads=6, spt=17 여기서 type 은 디스크인지 cdrom 인지를 설정하게 되구요. path는 기본을 bochs2p4로 되어있습니다. 따라서 파일명만 설정해주시면 됩니다. 30M.sample 이걸 hdd0.img 로 해주시고, bximage 로 hdd0.img 파일을 만들어주면 됩니다. 그럼 여기서 bximage 를 사용해볼까요 ? c:?ochs2p4?ximage ======================================================================== bximage Disk Image Creation Tool for Bochs $Id: bximage.c,v 1.17 2002/11/26 11:21:31 cbothamy Exp $ ======================================================================== Do you want to create a floppy disk image or a hard disk image? Please type hd or fd. [hd] 여기서 물어보는건 이미지를 만들때 floppy 이미지를 만들꺼냐 hard disk 이미지를 만들꺼냐구 물어보는겁니다. 우리는 hdd0.img 즉 hard disk 이미지를 만들꺼니까 hd 를 입력해주시던지 아니면 기본 설정이 [hd] 로 되어있으니까 그냥 엔터를 입력해주시면 됩니다. 그럼 다음 화면을 볼까요 ? Enter the hard disk size in megabytes, between 1 and 32255 [10] 이 내용은 하드디스크 크기를 얼마로 잡을꺼냐고 물어보는겁니다. 우리가 작성하게될 OS 가 얼마나 커질까요. 대충 30메가 정도로 잡아봅시다. 30 을 입력하시고 엔터키를 눌러주세요. I will create a hard disk image with cyl=60 heads=16 sectors per track=63 total sectors=60480 total size=29.53 megabytes 이렇게 나오죠... 이 정보를 위의 ata0-master 와 다음과 같이 맞춰주세요. ata0-master: type=disk, path="hdd0.img", cylinders=60, heads=16, spt=63 What should I name the image? [c.img] 이미지 이름을 물어보는거죠. hdd0.img 라고 입력하시고 엔터키를 눌러주세요. 그러면 다음과 같은 화면이 나옵니다. Writing: [] Done. I wrote 30965760 bytes to (null). The following line should appear in your bochsrc: ata0-master: type=disk, path="hdd0.img", cylinders=60, heads=16, spt=63 이제 이미지가 완성되었으니 bochs2p4 폴더로 가보시면 hdd0.img 라는 30메가 짜리 이미지가 완성되어 있습니다. # DISKC: file=, cyl=, heads=, spt= ==================================================== #diskc: file="30M.sample", cyl=615, heads=6, spt=17 ==================================================== 이 옵션은 deprecated 되었습니다. 그냥 넘어가세요. # DISKD ==================================================== #diskd: file="diskd.img", cyl=615, heads=6, spt=17 ==================================================== 이 옵션도 마찬가지구요. # CDROMD =========================================== #cdromd: dev=D:, status=inserted #cdromd: dev=/dev/cdrom, status=inserted =========================================== 이옵션도 마찬가지임다. 그냥 넘어가세요 # NEWHARDDRIVESUPPORT: enabled=[0|1] ==================================== #newharddrivesupport: enabled=1 ==================================== 넘어가세요 ... # BOOT ================================ #boot: floppy boot: disk ================================ 어느것으로 부팅할것인지 물어보는겁니다. 그냥 floppy 로 설정하죠. boot: floppy # FLOPPY_BOOTSIG_CHECK: disabled=[0|1] ====================================== #floppy_bootsig_check: disabled=1 floppy_bootsig_check: disabled=0 ====================================== boot 옵션에서 설정한 부트 시그너쳐를 체크하는 부분입니다. 부트섹터의 끝부분에 0xaa55 코드를 체크안하겠냐고 물어보는거죠. 그냥 놔두시면 됩니다. 그럼 체크할껄요. # LOG: ================================ #log: /dev/null log: bochsout.txt ================================ 보크스 실행시 로그를 남기는 겁니다 걍 놔두세요. 아래쪽은 별로 설정할 필요없습니다. 이정도면 충분하죠. 이제 bochsrc.txt 파일을 저장해주세요. 3. bochs의 실행 bochs 를 기본적으로 실행하게되면 config 파일도 로드해야되고, 그리고 실행해야 되므로 상당히 귀찮습니다. 스크립트를 하나 만들어서 해결하도록 하죠. c:?ochs2p4copy con bs.bat @echo off bochs -qf bochsrc.txt^Z 1개 파일이 복사되었습니다. 끝부분에 ^Z는 F6 펑션키 입력하시면 됩니다. 이제 스크립트가 완성되었군요. c:?ochs2p4?s 를 실행해주시면 다음과 같이 bochs가 실행되는 모습을 볼수가 있습니다. 4. boot sector 프로그램 작성 우려먹기 식이 되어서 죄송합니다만 ... Boot Sector 예제 1번 코드(레지스터 정보출력)를 사용하도록 하겠습니다. 우선 다음 프로그램을 작성해주세요. #source : boot.asm ================================================================ [org 0h] ; 캐리지 리턴과 라인피드(?) 매크로 ; bios 인터럽트 10h 는 화면 출력과 관계된 겁니다. %macro CRLF 0 mov ax, 0E0Dh xor bx, bx int 10h mov al, 0Ah int 10h %endmacro ; 출력 매크로 %macro PRINT 1 pop dx mov di, %1 call printreg mov ax, 0E20h xor bx, bx int 10h %endmacro ; 레지스터들을 스택에 열라게 집어 넣죠 EntryPoint: push sp push ss call NextLine ; IP+5 on the stack NextLine: push cs push es push ds push bp push di push si push dx push cx push bx push ax ; 레지스터값을 세팅해두고, 음 잘은 모르겠지만 ; 화면좌표를 셋업하는 작업이겠죠. ; 자세한 bios int 10h 레지스터 값에 대한 설명은 ; 어셈블러 책을 참조해주세요. mov ax, 1301h mov bx, 0007h mov cx, 23 mov dh, 10 mov dl, 1 push cs pop es mov bp, String int 10h CRLF CRLF ; 모든 레지스터 값을 macro를 이용해서 출력하는군요. PRINT _AX PRINT _BX PRINT _CX PRINT _DX CRLF PRINT _SI PRINT _DI PRINT _BP CRLF PRINT _DS PRINT _ES CRLF PRINT _CS ; 조위에 NextLine call 할때 IP+5작업을 한거보이시죠. ; sub ax,5 는 IP 값 출력하기 전에 ; 그대로 출력하면 엉뚱한 값이 나오기에 수정하는거겠죠. pop ax sub ax, 5 push ax PRINT _IP PRINT _SS PRINT _SP CRLF ; 비프음 출력 mov ax, 0E07h int 10h ; 아무것도 안합니다. 그냥 -_- 잡질이죠. hang: jmp hang ; DS:DI에 의해 포인트 되고 있는 DX 의 16bit hexadecimal 숫자를 3 문자스트링으로 출력하기 위한 약간 난잡한 프로시져 printreg: mov ah, 0Eh xor bx, bx mov al, byte[di] int 10h mov al, byte[di+1] int 10h mov al, byte[di+2] int 10h xchg dl, dh rol dl, 4 rol dh, 4 xor bx, bx mov ah, 0Eh mov cx, 4 ploop: mov al, dl and al, 0Fh shr dx, 4 add al, '0' cmp al, '9' jbe nochange add al, 'A' - '9'-1 nochange: int 10h loop ploop ret ; Data Section String equ $ + 7C00h db "initial register values" _AX equ $ + 7C00h db "AX=" _BX equ $ + 7C00h db "BX=" _CX equ $ + 7C00h db "CX=" _DX equ $ + 7C00h db "DX=" _SI equ $ + 7C00h db "SI=" _DI equ $ + 7C00h db "DI=" _BP equ $ + 7C00h db "BP=" _SP equ $ + 7C00h db "SP=" _IP equ $ + 7C00h db "IP=" _CS equ $ + 7C00h db "CS=" _DS equ $ + 7C00h db "DS=" _ES equ $ + 7C00h db "ES=" _SS equ $ + 7C00h db "SS=" ; 이 코드의 5번째 라인으로 올라가보세요. ; org 0h 보이시죠. ; 여기서 org 510 은 첫번째 섹터 512byte중에 ; 510번째 byte부터 아래 데이터를 0AA55h 를 ; 삽입하겠다는 의미입니다. times 510-($-$$) db 0 dw 0AA55h ================================================================ 그리고 나서 다음과 같이 어셈블 작업을 거칩니다. #assemble [example] === nasm -o [bochs에서 설정한 floppyA 의 이미지이름] boot.asm === 저의 경우는 다음과 같이 하겠죠. nasm -o ed.img boot.asm 이렇게 해주신후 bochs 를 실행 하시면 ... ^^; 부팅시 ed.img 라는 floppyA 의 이미지 파일을 읽게되고, 자동적으로 위 프로그램이 실행되겠죠. 이런식으로 차츰차츰 접근해가면 될거예요. 한걸음씩 한걸음씩 말예요... ps. 혹시라도 lkdp 에 참여하시고 싶은 분이 계시면 ... 같이 외국애들하고 같이 작업해보고 싶네요. 관심있으시면 제게 메일주세요 ^^; # dualpage.muz.ro [2008-01-26]