本では21日目に突入しました。
文字列表示APIを作成します。
console.c
int cmd_app(struct CONSOLE *cons, int *fat, char *cmdline) { struct MEMMAN *memman = (struct MEMMAN *) MEMMAN_ADDR; struct FILEINFO *finfo; struct SEGMENT_DESCRIPTOR *gdt = (struct SEGMENT_DESCRIPTOR *) ADR_GDT; char name[18], *p; int i; /* コマンドラインからファイル名を生成 */ for (i = 0; i < 13; i++) { if (cmdline[i] <= ' ') { break; } name[i] = cmdline[i]; } name[i] = 0; /* とりあえずファイル名の後ろを0にする */ /* ファイルを探す */ finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); if (finfo == 0 && name[i - 1] != '.') { /* 見つからなかったので後ろに".HRB"をつけてもう一度探してみる */ name[i ] = '.'; name[i + 1] = 'H'; name[i + 2] = 'R'; name[i + 3] = 'B'; name[i + 4] = 0; finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); } if (finfo != 0) { /* ファイルが見つかった場合 */ p = (char *) memman_alloc_4k(memman, finfo->size); *((int *) 0xfe8) = (int) p; file_loadfile(finfo->clustno, finfo->size, p, fat, (char *) (ADR_DISKIMG + 0x003e00)); set_segmdesc(gdt + 1003, finfo->size - 1, (int) p, AR_CODE32_ER); farcall(0, 1003 * 8); memman_free_4k(memman, (int) p, finfo->size); cons_newline(cons); return 1; } /* ファイルが見つからなかった場合 */ return 0; } void hrb_api(int edi, int esi, int ebp, int esp, int ebx, int edx, int ecx, int eax) { int cs_base = *((int *) 0xfe8); struct CONSOLE *cons = (struct CONSOLE *) *((int *) 0x0fec); if (edx == 1) { cons_putchar(cons, eax & 0xff, 1); } else if (edx == 2) { cons_putstr0(cons, (char *) ebx + cs_base); } else if (edx == 3) { cons_putstr1(cons, (char *) ebx + cs_base, ecx); } return; }
C言語でアプリケーションを作成してみたいと思います。
a.c
void api_putchar(int c); void HariMain(void) { api_putchar('A'); return; }
a_nask.nas
[FORMAT "WCOFF"] ; オブジェクトファイルを作るモード [INSTRSET "i486p"] ; 486の命令まで使いたいという記述 [BITS 32] ; 32ビットモード用の機械語を作らせる [FILE "a_nask.nas"] ; ソースファイル名情報 GLOBAL _api_putchar [SECTION .text] _api_putchar: ; void api_putchar(int c); MOV EDX,1 MOV AL,[ESP+4] ; c INT 0x40 RET
a.bim : a.obj a_nask.obj Makefile
$(OBJ2BIM) @$(RULEFILE) out:a.bim map:a.map a.obj a_nask.obj
a.hrb : a.bim Makefile
$(BIM2HRB) a.bim a.hrb 0
hello3.bim : hello3.obj a_nask.obj Makefile
$(OBJ2BIM) @$(RULEFILE) out:hello3.bim map:hello3.map hello3.obj a_nask.obj
hello3.hrb : hello3.bim Makefile
$(BIM2HRB) hello3.bim hello3.hrb 0
haribote.img : ipl10.bin haribote.sys Makefile \
hello.hrb hello2.hrb a.hrb hello3.hrb
$(EDIMG) imgin:..\..\z_tools\fdimg0at.tek \
wbinimg src:ipl10.bin len:512 from:0 to:0 \
copy from:haribote.sys to:@: \
copy from:ipl10.nas to:@: \
copy from:make.bat to:@: \
copy from:hello.hrb to:@: \
copy from:hello2.hrb to:@: \
copy from:a.hrb to:@: \
copy from:hello3.hrb to:@: \
imgout:haribote.img
# rules
%.gas : %.c bootpack.h Makefile
$(CC1) -o $*.gas $*.c
%.nas : %.gas Makefile
$(GAS2NASK) $*.gas $*.nas
%.obj : %.nas Makefile
$(NASK) $*.nas $*.obj $*.lst
# command
img :
$(MAKE) haribote.img
run :
$(MAKE) img
$(COPY) haribote.img ..\..\z_tools\qemu\fdimage0.bin
$(MAKE) -C ..\..\z_tools\qemu
install :
$(MAKE) img
$(IMGTOL) w a: haribote.img
clean :
-$(DEL) *.bin
-$(DEL) *.lst
-$(DEL) *.obj
-$(DEL) *.map
-$(DEL) *.bim
-$(DEL) *.hrb
-$(DEL) haribote.sys
hello3.c
void api_putchar(int c); void HariMain(void) { api_putchar('h'); api_putchar('e'); api_putchar('l'); api_putchar('l'); api_putchar('o'); return; }
console.c
int cmd_app(struct CONSOLE *cons, int *fat, char *cmdline) { struct MEMMAN *memman = (struct MEMMAN *) MEMMAN_ADDR; struct FILEINFO *finfo; struct SEGMENT_DESCRIPTOR *gdt = (struct SEGMENT_DESCRIPTOR *) ADR_GDT; char name[18], *p; int i; /* コマンドラインからファイル名を生成 */ for (i = 0; i < 13; i++) { if (cmdline[i] <= ' ') { break; } name[i] = cmdline[i]; } name[i] = 0; /* とりあえずファイル名の後ろを0にする */ /* ファイルを探す */ finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); if (finfo == 0 && name[i - 1] != '.') { /* 見つからなかったので後ろに".HRB"をつけてもう一度探してみる */ name[i ] = '.'; name[i + 1] = 'H'; name[i + 2] = 'R'; name[i + 3] = 'B'; name[i + 4] = 0; finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); } if (finfo != 0) { /* ファイルが見つかった場合 */ p = (char *) memman_alloc_4k(memman, finfo->size); *((int *) 0xfe8) = (int) p; file_loadfile(finfo->clustno, finfo->size, p, fat, (char *) (ADR_DISKIMG + 0x003e00)); set_segmdesc(gdt + 1003, finfo->size - 1, (int) p, AR_CODE32_ER); if (finfo->size >= 8 && strncmp(p + 4, "Hari", 4) == 0) { p[0] = 0xe8; p[1] = 0x16; p[2] = 0x00; p[3] = 0x00; p[4] = 0x00; p[5] = 0xcb; } farcall(0, 1003 * 8); memman_free_4k(memman, (int) p, finfo->size); cons_newline(cons); return 1; } /* ファイルが見つからなかった場合 */ return 0; }
osを破壊してみるモジュールを作ってみます。
Makefile
crack1.bim : crack1.obj Makefile
$(OBJ2BIM) @$(RULEFILE) out:crack1.bim map:crack1.map crack1.obj
crack1.hrb : crack1.bim Makefile
$(BIM2HRB) crack1.bim crack1.hrb 0
haribote.img : ipl10.bin haribote.sys Makefile \
hello.hrb hello2.hrb a.hrb hello3.hrb crack1.hrb
$(EDIMG) imgin:..\..\z_tools\fdimg0at.tek \
wbinimg src:ipl10.bin len:512 from:0 to:0 \
copy from:haribote.sys to:@: \
copy from:ipl10.nas to:@: \
copy from:make.bat to:@: \
copy from:hello.hrb to:@: \
copy from:hello2.hrb to:@: \
copy from:a.hrb to:@: \
copy from:hello3.hrb to:@: \
copy from:crack1.hrb to:@: \
imgout:haribote.img
crack1.c
void HariMain(void) { *((char *) 0x00102600) = 0; return; }
アプリがOSの管理用のメモリにアクセスしないように改造します。 console.c
int cmd_app(struct CONSOLE *cons, int *fat, char *cmdline) { struct MEMMAN *memman = (struct MEMMAN *) MEMMAN_ADDR; struct FILEINFO *finfo; struct SEGMENT_DESCRIPTOR *gdt = (struct SEGMENT_DESCRIPTOR *) ADR_GDT; char name[18], *p, *q; int i; /* コマンドラインからファイル名を生成 */ for (i = 0; i < 13; i++) { if (cmdline[i] <= ' ') { break; } name[i] = cmdline[i]; } name[i] = 0; /* とりあえずファイル名の後ろを0にする */ /* ファイルを探す */ finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); if (finfo == 0 && name[i - 1] != '.') { /* 見つからなかったので後ろに".HRB"をつけてもう一度探してみる */ name[i ] = '.'; name[i + 1] = 'H'; name[i + 2] = 'R'; name[i + 3] = 'B'; name[i + 4] = 0; finfo = file_search(name, (struct FILEINFO *) (ADR_DISKIMG + 0x002600), 224); } if (finfo != 0) { /* ファイルが見つかった場合 */ p = (char *) memman_alloc_4k(memman, finfo->size); q = (char *) memman_alloc_4k(memman, 64 * 1024); *((int *) 0xfe8) = (int) p; file_loadfile(finfo->clustno, finfo->size, p, fat, (char *) (ADR_DISKIMG + 0x003e00)); set_segmdesc(gdt + 1003, finfo->size - 1, (int) p, AR_CODE32_ER); set_segmdesc(gdt + 1004, 64 * 1024 - 1, (int) q, AR_DATA32_RW); if (finfo->size >= 8 && strncmp(p + 4, "Hari", 4) == 0) { p[0] = 0xe8; p[1] = 0x16; p[2] = 0x00; p[3] = 0x00; p[4] = 0x00; p[5] = 0xcb; } start_app(0, 1003 * 8, 64 * 1024, 1004 * 8); memman_free_4k(memman, (int) p, finfo->size); memman_free_4k(memman, (int) q, 64 * 1024); cons_newline(cons); return 1; } /* ファイルが見つからなかった場合 */ return 0; }
naskfunc.nas
; naskfunc ; TAB=4 [FORMAT "WCOFF"] ; オブジェクトファイルを作るモード [INSTRSET "i486p"] ; 486の命令まで使いたいという記述 [BITS 32] ; 32ビットモード用の機械語を作らせる [FILE "naskfunc.nas"] ; ソースファイル名情報 GLOBAL _io_hlt, _io_cli, _io_sti, _io_stihlt GLOBAL _io_in8, _io_in16, _io_in32 GLOBAL _io_out8, _io_out16, _io_out32 GLOBAL _io_load_eflags, _io_store_eflags GLOBAL _load_gdtr, _load_idtr GLOBAL _load_cr0, _store_cr0 GLOBAL _load_tr GLOBAL _asm_inthandler20, _asm_inthandler21 GLOBAL _asm_inthandler27, _asm_inthandler2c GLOBAL _memtest_sub GLOBAL _farjmp, _farcall GLOBAL _asm_hrb_api, _start_app EXTERN _inthandler20, _inthandler21 EXTERN _inthandler27, _inthandler2c EXTERN _hrb_api [SECTION .text] _io_hlt: ; void io_hlt(void); HLT RET _io_cli: ; void io_cli(void); CLI RET _io_sti: ; void io_sti(void); STI RET _io_stihlt: ; void io_stihlt(void); STI HLT RET _io_in8: ; int io_in8(int port); MOV EDX,[ESP+4] ; port MOV EAX,0 IN AL,DX RET _io_in16: ; int io_in16(int port); MOV EDX,[ESP+4] ; port MOV EAX,0 IN AX,DX RET _io_in32: ; int io_in32(int port); MOV EDX,[ESP+4] ; port IN EAX,DX RET _io_out8: ; void io_out8(int port, int data); MOV EDX,[ESP+4] ; port MOV AL,[ESP+8] ; data OUT DX,AL RET _io_out16: ; void io_out16(int port, int data); MOV EDX,[ESP+4] ; port MOV EAX,[ESP+8] ; data OUT DX,AX RET _io_out32: ; void io_out32(int port, int data); MOV EDX,[ESP+4] ; port MOV EAX,[ESP+8] ; data OUT DX,EAX RET _io_load_eflags: ; int io_load_eflags(void); PUSHFD ; PUSH EFLAGS という意味 POP EAX RET _io_store_eflags: ; void io_store_eflags(int eflags); MOV EAX,[ESP+4] PUSH EAX POPFD ; POP EFLAGS という意味 RET _load_gdtr: ; void load_gdtr(int limit, int addr); MOV AX,[ESP+4] ; limit MOV [ESP+6],AX LGDT [ESP+6] RET _load_idtr: ; void load_idtr(int limit, int addr); MOV AX,[ESP+4] ; limit MOV [ESP+6],AX LIDT [ESP+6] RET _load_cr0: ; int load_cr0(void); MOV EAX,CR0 RET _store_cr0: ; void store_cr0(int cr0); MOV EAX,[ESP+4] MOV CR0,EAX RET _load_tr: ; void load_tr(int tr); LTR [ESP+4] ; tr RET _asm_inthandler20: PUSH ES PUSH DS PUSHAD MOV AX,SS CMP AX,1*8 JNE .from_app ; OSが動いているときに割り込まれたのでほぼ今までどおり MOV EAX,ESP PUSH SS ; 割り込まれたときのSSを保存 PUSH EAX ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV AX,SS MOV DS,AX MOV ES,AX CALL _inthandler20 ADD ESP,8 POPAD POP DS POP ES IRETD .from_app: ; アプリが動いているときに割り込まれた MOV EAX,1*8 MOV DS,AX ; とりあえずDSだけOS用にする MOV ECX,[0xfe4] ; OSのESP ADD ECX,-8 MOV [ECX+4],SS ; 割り込まれたときのSSを保存 MOV [ECX ],ESP ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV SS,AX MOV ES,AX MOV ESP,ECX CALL _inthandler20 POP ECX POP EAX MOV SS,AX ; SSをアプリ用に戻す MOV ESP,ECX ; ESPもアプリ用に戻す POPAD POP DS POP ES IRETD _asm_inthandler21: PUSH ES PUSH DS PUSHAD MOV AX,SS CMP AX,1*8 JNE .from_app ; OSが動いているときに割り込まれたのでほぼ今までどおり MOV EAX,ESP PUSH SS ; 割り込まれたときのSSを保存 PUSH EAX ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV AX,SS MOV DS,AX MOV ES,AX CALL _inthandler21 ADD ESP,8 POPAD POP DS POP ES IRETD .from_app: ; アプリが動いているときに割り込まれた MOV EAX,1*8 MOV DS,AX ; とりあえずDSだけOS用にする MOV ECX,[0xfe4] ; OSのESP ADD ECX,-8 MOV [ECX+4],SS ; 割り込まれたときのSSを保存 MOV [ECX ],ESP ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV SS,AX MOV ES,AX MOV ESP,ECX CALL _inthandler21 POP ECX POP EAX MOV SS,AX ; SSをアプリ用に戻す MOV ESP,ECX ; ESPもアプリ用に戻す POPAD POP DS POP ES IRETD _asm_inthandler27: PUSH ES PUSH DS PUSHAD MOV AX,SS CMP AX,1*8 JNE .from_app ; OSが動いているときに割り込まれたのでほぼ今までどおり MOV EAX,ESP PUSH SS ; 割り込まれたときのSSを保存 PUSH EAX ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV AX,SS MOV DS,AX MOV ES,AX CALL _inthandler27 ADD ESP,8 POPAD POP DS POP ES IRETD .from_app: ; アプリが動いているときに割り込まれた MOV EAX,1*8 MOV DS,AX ; とりあえずDSだけOS用にする MOV ECX,[0xfe4] ; OSのESP ADD ECX,-8 MOV [ECX+4],SS ; 割り込まれたときのSSを保存 MOV [ECX ],ESP ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV SS,AX MOV ES,AX MOV ESP,ECX CALL _inthandler27 POP ECX POP EAX MOV SS,AX ; SSをアプリ用に戻す MOV ESP,ECX ; ESPもアプリ用に戻す POPAD POP DS POP ES IRETD _asm_inthandler2c: PUSH ES PUSH DS PUSHAD MOV AX,SS CMP AX,1*8 JNE .from_app ; OSが動いているときに割り込まれたのでほぼ今までどおり MOV EAX,ESP PUSH SS ; 割り込まれたときのSSを保存 PUSH EAX ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV AX,SS MOV DS,AX MOV ES,AX CALL _inthandler2c ADD ESP,8 POPAD POP DS POP ES IRETD .from_app: ; アプリが動いているときに割り込まれた MOV EAX,1*8 MOV DS,AX ; とりあえずDSだけOS用にする MOV ECX,[0xfe4] ; OSのESP ADD ECX,-8 MOV [ECX+4],SS ; 割り込まれたときのSSを保存 MOV [ECX ],ESP ; 割り込まれたときのESPを保存 MOV SS,AX MOV ES,AX MOV ESP,ECX CALL _inthandler2c POP ECX POP EAX MOV SS,AX ; SSをアプリ用に戻す MOV ESP,ECX ; ESPもアプリ用に戻す POPAD POP DS POP ES IRETD _memtest_sub: ; unsigned int memtest_sub(unsigned int start, unsigned int end) PUSH EDI ; （EBX, ESI, EDI も使いたいので） PUSH ESI PUSH EBX MOV ESI,0xaa55aa55 ; pat0 = 0xaa55aa55; MOV EDI,0x55aa55aa ; pat1 = 0x55aa55aa; MOV EAX,[ESP+12+4] ; i = start; mts_loop: MOV EBX,EAX ADD EBX,0xffc ; p = i + 0xffc; MOV EDX,[EBX] ; old = *p; MOV [EBX],ESI ; *p = pat0; XOR DWORD [EBX],0xffffffff ; *p ^= 0xffffffff; CMP EDI,[EBX] ; if (*p != pat1) goto fin; JNE mts_fin XOR DWORD [EBX],0xffffffff ; *p ^= 0xffffffff; CMP ESI,[EBX] ; if (*p != pat0) goto fin; JNE mts_fin MOV [EBX],EDX ; *p = old; ADD EAX,0x1000 ; i += 0x1000; CMP EAX,[ESP+12+8] ; if (i <= end) goto mts_loop; JBE mts_loop POP EBX POP ESI POP EDI RET mts_fin: MOV [EBX],EDX ; *p = old; POP EBX POP ESI POP EDI RET _farjmp: ; void farjmp(int eip, int cs); JMP FAR [ESP+4] ; eip, cs RET _farcall: ; void farcall(int eip, int cs); CALL FAR [ESP+4] ; eip, cs RET _asm_hrb_api: ; 都合のいいことに最初から割り込み禁止になっている PUSH DS PUSH ES PUSHAD ; 保存のためのPUSH MOV EAX,1*8 MOV DS,AX ; とりあえずDSだけOS用にする MOV ECX,[0xfe4] ; OSのESP ADD ECX,-40 MOV [ECX+32],ESP ; アプリのESPを保存 MOV [ECX+36],SS ; アプリのSSを保存 ; PUSHADした値をシステムのスタックにコピーする MOV EDX,[ESP ] MOV EBX,[ESP+ 4] MOV [ECX ],EDX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV [ECX+ 4],EBX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV EDX,[ESP+ 8] MOV EBX,[ESP+12] MOV [ECX+ 8],EDX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV [ECX+12],EBX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV EDX,[ESP+16] MOV EBX,[ESP+20] MOV [ECX+16],EDX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV [ECX+20],EBX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV EDX,[ESP+24] MOV EBX,[ESP+28] MOV [ECX+24],EDX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV [ECX+28],EBX ; hrb_apiに渡すためコピー MOV ES,AX ; 残りのセグメントレジスタもOS用にする MOV SS,AX MOV ESP,ECX STI ; やっと割り込み許可 CALL _hrb_api MOV ECX,[ESP+32] ; アプリのESPを思い出す MOV EAX,[ESP+36] ; アプリのSSを思い出す CLI MOV SS,AX MOV ESP,ECX POPAD POP ES POP DS IRETD ; この命令が自動でSTIしてくれる _start_app: ; void start_app(int eip, int cs, int esp, int ds); PUSHAD ; 32ビットレジスタを全部保存しておく MOV EAX,[ESP+36] ; アプリ用のEIP MOV ECX,[ESP+40] ; アプリ用のCS MOV EDX,[ESP+44] ; アプリ用のESP MOV EBX,[ESP+48] ; アプリ用のDS/SS MOV [0xfe4],ESP ; OS用のESP CLI ; 切り替え中に割り込みが起きてほしくないので禁止 MOV ES,BX MOV SS,BX MOV DS,BX MOV FS,BX MOV GS,BX MOV ESP,EDX STI ; 切り替え完了なので割り込み可能に戻す PUSH ECX ; far-CALLのためにPUSH（cs） PUSH EAX ; far-CALLのためにPUSH（eip） CALL FAR [ESP] ; アプリを呼び出す ; アプリが終了するとここに帰ってくる MOV EAX,1*8 ; OS用のDS/SS CLI ; また切り替えるので割り込み禁止 MOV ES,AX MOV SS,AX MOV DS,AX MOV FS,AX MOV GS,AX MOV ESP,[0xfe4] STI ; 切り替え完了なので割り込み可能に戻す POPAD ; 保存しておいたレジスタを回復 RET
bootpack.h
void asm_hrb_api(void); void start_app(int eip, int cs, int esp, int ds);
crack1を打って壊した後もdirは出るようになりました。
