SISTEMAS O.R.P

Todo pc ejecuta código máquina: Ya sea en el arranque (La bios no es más que código máquina), en la carga del sistema operativo (el kernel esta programado en su mayor parte en código maquina) y en la ejecución de programas (el código fuente compilado o interpretado se transforma de una u otra manera en código máquina). Esta forma de trabajar hace que realmente no sea necesario un sistema operativo para ejecutar aplicaciones (y si me lo poneis dificil, hasta tampoco haría falta la bios). Es por ello que hay aplicaciones como los gestores de arraque (lilo, grub, nt loader), virus, etc que no necesitan de un sistema operativo para funcionar.

Siguiendo este camino, cualquiera podría crear una aplicación que, manteniendola y añadiendola nuevas funcionalidades, podría convertirse en el kernel que Linus Torvalds desarrolló de minix y que posteriormente se transformaría en linux.

Mi intención esta lejos de desarrollar un sistema operativo propio… aún , sin embargo a continuación pongo una aplicación, que ejecutada desde un disquete nada más arrancar el pc, muestra un menú y realiza operaciones básicas (chorras). Necesitareis un disquete ya formateado, el programa debug del msdos (por defecto en todos los windows) y que como primera unidad de arranque del pc sea la disquetera (próximamente hablaremos de como pasarlo a un cd mediante el estandar “el torito”). Para los linuxeros de pc, próximamente pondré algo parecido al rawrite. Las instrucciones para hacerlo funcionar son las siguientes:

1-cargad una consola msdos (en windows 9x: inicio/ejecutar/command, en windows nt,2000 o xp: inicio/ejecutar/cmd)

2-Insertad un disquete ya formateado en la disquetera y que no tenga nada importante (ya que perdereis toda la información que contuviera)

3-copiad el siguiente texto a un fichero de texto en vuestro disco duro (dejad al final un retorno de carro), por ejemplo codigo.txt:

a
jmp 1f7
db ‘Seleccione una opcion del menu’
db ’1- Mostrar hora’
db ’2- Coche Fantastico’
db ’3- Salir’
db ‘Desarrollado por Oscar Rodriguez Parra http://sistemasorp.blogspot.com’
db ’00:00:00′
db ‘Fijese en las luces del teclado’
db ‘Retire el disco o cd de la unidad de arranque y pulse una tecla’
cli
xor ax,ax
mov ss,ax
mov sp,7c00
mov es,ax
mov ds,ax
sti
mov ah,0
mov dl,0
int 13h
mov ax,201
mov bx,7e00
mov cx,2
xor dx,dx
int 13h
mov ax,3
int 10h
mov ax,1001
mov bh,1
int 10h
mov ax,1300
mov bx,2
mov cx,1e
mov dx,0119
mov bp,7c03
int 10h
mov ax,1300
mov bx,2
mov cx,0f
mov dx,0519
mov bp,7c21
int 10h
mov ax,1300
mov bx,2
mov cx,13
mov dx,0619
mov bp,7c30
int 10h
mov ax,1300
mov bx,2
mov cx,8
mov dx,0719
mov bp,7c43
int 10h
mov ax,1300
mov bx,4
mov cx,46
mov dx,1705
mov bp,7c4b
int 10h
mov ah,0
int 16h
push ax
mov ax,700
mov bh,0
mov cx,0900
mov dx,094f
int 10h
pop ax
cmp ah,2
je 29f
cmp ah,3
je 2fd
cmp ah,4
jne 29d
jmp 32f
jmp 278
mov ah,2
int 1ah
push cx
mov bx,7c91
mov al,ch
mov cl,4
shr al,cl
add al,30
mov [bx],al
inc bx
mov al,ch
and al,0f
add al,30
mov [bx],al
add bx,2
pop cx
mov ch,cl
mov al,ch
mov cl,4
shr al,cl
add al,30
mov [bx],al
inc bx
mov al,ch
and al,0f
add al,30
mov [bx],al
add bx,2
mov al,dh
mov cl,4
shr al,cl
add al,30
mov [bx],al
inc bx
mov al,dh
and al,0f
add al,30
mov [bx],al
mov ax,1300
mov bx,7
mov cx,8
mov dx,0919
mov bp,7c91
int 10h
jmp 278
mov ax,1300
mov bx,7
mov cx,1f
mov dx,0919
mov bp,7c99
int 10h
mov cx,3
mov ah,2
call 346
mov ah,4
call 346
mov ah,1
call 346
mov ah,4
call 346
loop 311
mov ah,0
call 346
jmp 278
mov ax,1300
mov bx,7
mov cx,3f
mov dx,0908
mov bp,7cb8
int 10h
mov ah,0
int 16h
int 19h
push cx
cli
mov al,ed
out 60,al
in al,64
test al,2
loopnz 34c
mov al,ah
out 60,al
sti
mov ah,0
int 1ah
mov bx,dx
add bx,9
mov ah,0
int 1ah
cmp bx,dx
jnz 360
pop cx
ret

w 100 0 0 2
q

4-Ejecutad el siguiente comando: debug < codigo.txt

5-Reiniciad el ordenador con el disquete dentro

Este proceso lo que hace es ejecutar tanto comandos del debug del msdos, como intrucciones en ensamblador. Con esto guardamos en el sector de arranque del disquete (no del disco duro) un programa que se ejecutará nada más reiniciar el ordenador, antes de que se cargue el sistema operativo. Este programa tiene un menú con 3 opciones:
1- Mostrar hora: Muestra la hora actual del sistema.
2- Coche Fantastico: Simula las luces del coche fantástico en los led del teclado
3- Salir: Sale del programa, cuando se retira el disquete carga el sector de arranque del disco duro.

Con este programa se muestra todo lo que que se puede necesitar de un pc:
-interfaz con el usuario de entrada (teclado)
-interfaz con el usuario de salida (monitor)
-lectura de disco (lectura del resto del programa en otro sector)
-gestión de memoria (las cadenas de texto y la pila)
-gestión de dispositivos (luces de teclado)

Las instrucciones del debug son:
a: introducir código en ensamblador.
w 100 0 0 2: escribir el programa en los primeros sectores de arranque del disquete desde la posicion de memoria 100.
q: salir del debug.

No voy a explicar que hace cada cosa en el programa, sin embargo si alguien tiene dudas puede preguntarme que significa cualquier parte del código en ensamblador. A grosso modo usa las funciones de la bios para poder funcionar: la interrupción 10h la uso para mostrar cadenas, la interrupción 13h para leer un segundo sector del disquete, la interrupción 16h para leer caracteres pulsados del teclado, la interrupción 19h para reiniciar el sistema sin tener que testearlo todo de nuevo, la interrupción 1ah para hacer retardos y averiguar la hora del sistema. Escribo en el puerto 60 para modificar el estado de los leds del teclado. Su arquitectura se basa en la peculiaridad de la bios de guardar nada más arrancar el primer sector del disquete en la zona de memoria 0000:7C00 y luego enviar la ejecución a ese punto.

El hecho de haber usado la herramienta debug es porque lo tiene todo el mundo en su windows. Sin embargo no esta orientada a usarse para programar sectores de arranque, más bién para editarlos, editar ficheros o crear ficheros ejecutables con extensión .COM; por este último motivo he tenido que ir jugando con los saltos relativos a pelo, es decir, como los programas en debug empiezan en el desplazamiento 100h de la memoria (típico de los ficheros .COM) he estado poniendo los destinos de los saltos en base a esa posición 100h, por lo que cuando he necesitado modificar una instrucción, he tenido que cambiarlos también. Por suerte al ser saltos relativos (e internamente el debug los convierte así) no influye en el resultado final.

Por último si teneis curiosidad por el mundo del pc y sus interioridades, saber como es el proceso de arranque del pc, cambiar las luces del teclado y muchísimo más, teneis el maravilloso y gratuito libro EL UNIVERSO DIGITAL DEL IBM PC, AT Y PS/2 de Ciriaco García de Celis, el cual explica con mucho detalle las tripas de los pcs.