操作系统u盘启动扇区

org  07c00h ; Boot 状态, Bios 将把 Boot Sector 加载到 0:7C00 处并开始执行

BaseOfStack equ 07c00h ; Boot状态下堆栈基地址(栈底, 从这个位置向低地址生长)

BaseOfLoader equ 09000h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ----  段地址

OffsetOfLoader equ 0100h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ---- 偏移地址

RootDirSectors equ 14 ; 根目录占用空间

SectorNoOfRootDirectory equ 19 ; Root Directory 的第一个扇区号

SectorNoOfFAT1 equ 1 ; FAT1 的第一个扇区号 = BPB_RsvdSecCnt

DeltaSectorNo equ 17 ; DeltaSectorNo = BPB_RsvdSecCnt + (BPB_NumFATs * FATSz) - 2

; 文件的开始Sector号 = DirEntry中的开始Sector号 + 根目录占用Sector数目 + DeltaSectorNo

;================================================================================================

jmp short LABEL_START ; Start to boot.

nop ; 这个 nop 不可少

BP_OEMName DB 'FXSTAR1 '

BPB_BytsPerSec DW 512 ; 每扇区字节数

BPB_SecPerClus DB 1 ; 每簇多少扇区

BPB_RsvdSecCnt DW 1 ; Boot 记录占用多少扇区

BPB_NumFATs DB 2 ; 共有多少 FAT 表

BPB_RootEntCnt DW 224 ; 根目录文件数最大值

BPB_TotSec16 DW 2880 ; 逻辑扇区总数

BPB_Media DB 0xF0 ; 媒体描述符

BPB_FATSz16 DW 9 ; 每FAT扇区数

BPB_SecPerTrk DW 18 ; 每磁道扇区数

BPB_NumHeads DW 2 ; 磁头数(面数)

BPB_HiddSec DD 0 ; 隐藏扇区数

BPB_TotSec32 DD 0 ; 如果 wTotalSectorCount 是 0 由这个值记录扇区数

BS_DrvNum DB 0 ; 中断 13 的驱动器号

BS_Reserved1 DB 0 ; 未使用

BS_BootSig DB 29h ; 扩展引导标记 (29h)

BS_VolID DD 0 ; 卷序列号

BS_VolLab DB 'AREA OS v01'; 卷标, 必须 11 个字节

BS_FileSysType DB 'FAT12   ' ; 文件系统类型, 必须 8个字节  

LABEL_START:

mov ax, cs

mov ds, ax

mov es, ax

mov ss, ax

mov sp, BaseOfStack

call os_cls

call os_searchfile

; *****************************************************************************************************

jmp BaseOfLoader:OffsetOfLoader ; 这一句正式跳转到已加载到内

; 存中的 LOADER.BIN 的开始处，

; 开始执行 LOADER.BIN 的代码。

; Boot Sector 的使命到此结束。

; *****************************************************************************************************

;----------------------------------------------------------------------------

;AREA OS FUNCTION

os_cls:

mov ax, 0600h

mov bx, 0700h

mov cx, 0000h

mov dx, 184fh

int 10h

        mov     ah, 02h

        mov     bh, 00h

        mov dx, 00h

        int     10h

mov ax, 0

mov [ds:position_x], al

mov [ds:position_y], al

ret

os_message: ;输入参数:ax-数据起始地址

mov bx, ax

add ax, 2

mov     bp, ax                  ; ES:BP = 串地址

mov     cx, [es:bx] ; CX = 串长度

mov ax, 0

mov     ax, 1301h ; AH = 13,  AL = 01h

        mov     bx, 0007h               ; 页号为0(BH = 0) 黑底白字(BL = 07h)

mov dl, [ds:position_x] ; 列

        mov dh, [ds:position_y] ; 行

int     10h                     ; int 10h

mov bl, [ds:position_y]

add bx, 1

mov ax, cx

mov dl, 80

div dl

add bx, ax

mov [ds:position_y],bl

        ret

os_getfatentry:

push es

push bx

push ax

mov ax, BaseOfLoader ; `.

sub ax, 0100h ;  | 在 BaseOfLoader 后面留出 4K 空间用于存放 FAT

mov es, ax ; /

pop ax

mov byte [bOdd], 0

mov bx, 3

mul bx ; dx:ax = ax * 3

mov bx, 2

div bx ; dx:ax / 2  ==>  ax <- 商, dx <- 余数

cmp dx, 0

jz LABEL_EVEN

mov byte [bOdd], 1

LABEL_EVEN: ;偶数

; 现在 ax 中是 FATEntry 在 FAT 中的偏移量,下面来

; 计算 FATEntry 在哪个扇区中(FAT占用不止一个扇区)

xor dx, dx

mov bx, [BPB_BytsPerSec]

div bx ; dx:ax / BPB_BytsPerSec

  ;  ax <- 商 (FATEntry 所在的扇区相对于 FAT 的扇区号)

  ;  dx <- 余数 (FATEntry 在扇区内的偏移)。

push dx

mov bx, 0 ; bx <- 0 于是, es:bx = (BaseOfLoader - 100):00

add ax, SectorNoOfFAT1 ; 此句之后的 ax 就是 FATEntry 所在的扇区号

mov cx, 2

call os_readsector ; 读取 FATEntry 所在的扇区, 一次读两个, 避免在边界

  ; 发生错误, 因为一个 FATEntry 可能跨越两个扇区

pop dx

add bx, dx

mov ax, [es:bx]

cmp byte [bOdd], 1

jnz LABEL_EVEN_2

shr ax, 4

LABEL_EVEN_2:

and ax, 0FFFh

LABEL_GET_FAT_ENRY_OK:

pop bx

pop es

ret

os_readsector: ;输入参数:ax-起始扇区位置 es:bx-传输缓冲区地址 cx-传输扇区数

mov [Data+8],ax

mov [Data+6],es

mov [Data+4],bx

mov [Data+2],cx

.GoOnReading: 

mov     si,Data

        mov     dl,80h

        mov     ah,42h

        int     13h

        jc      .GoOnReading            ; 如果读取错误 CF 会被置为 1, 这时就不停地读, 直到正确为止

        ret

os_searchfile:

mov word [wSectorNo], SectorNoOfRootDirectory

LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN:

cmp word [wRootDirSizeForLoop], 0 ; ┓

jz LABEL_NO_LOADERBIN ; ┣ 判断根目录区是不是已经读完

dec word [wRootDirSizeForLoop] ; ┛ 如果读完表示没有找到 LOADER.BIN

mov ax, BaseOfLoader

mov es, ax ; es <- BaseOfLoader

mov bx, OffsetOfLoader ; bx <- OffsetOfLoader 于是, es:bx = BaseOfLoader:OffsetOfLoader

mov ax, [wSectorNo] ; ax <- Root Directory 中的某 Sector 号

mov cx, 1

call os_readsector

mov si, LoaderFileName ; ds:si -> "LOADER  BIN"

mov di, OffsetOfLoader ; es:di -> BaseOfLoader:0100 = BaseOfLoader*10h+100

cld

mov dx, 10h

LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN:

cmp dx, 0 ; ┓ 循环次数控制,

jz LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR ; ┣ 如果已经读完了一个 Sector,

dec dx ; ┛ 就跳到下一个 Sector

mov cx, 11

LABEL_CMP_FILENAME:

cmp cx, 0

jz LABEL_FILENAME_FOUND ; 如果比较了 11 个字符都相等, 表示找到

dec cx

lodsb ; ds:si -> al

cmp al, byte [es:di]

jz LABEL_GO_ON

jmp LABEL_DIFFERENT ; 只要发现不一样的字符就表明本 DirectoryEntry 不是

; 我们要找的 LOADER.BIN

LABEL_GO_ON:

inc di

jmp LABEL_CMP_FILENAME ; 继续循环

LABEL_DIFFERENT:

and di, 0FFE0h ; else ┓ di &= E0 为了让它指向本条目开头

add di, 20h ;      ┃

mov si, LoaderFileName ;      ┣ di += 20h  下一个目录条目

jmp LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN ;      ┛

LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR:

add word [wSectorNo], 1

jmp LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN

LABEL_NO_LOADERBIN:

mov ax,0

mov es,ax

mov ax,Flag

call os_message

jmp $ ; 没有找到 LOADER.BIN, 死循环在这里

LABEL_FILENAME_FOUND: ; 找到 LOADER.BIN 后便来到这里继续

mov ax, RootDirSectors

and di, 0FFE0h ; di -> 当前条目的开始

add di, 01Ah ; di -> 首 Sector

mov cx, word [es:di]

push cx ; 保存此 Sector 在 FAT 中的序号

add cx, ax

add cx, DeltaSectorNo ; cl <- LOADER.BIN的起始扇区号(0-based)

mov ax, BaseOfLoader

mov es, ax ; es <- BaseOfLoader

mov bx, OffsetOfLoader ; bx <- OffsetOfLoader

mov ax, cx ; ax <- Sector 号

LABEL_GOON_LOADING_FILE:

mov cx, 1

call os_readsector

pop ax ; 取出此 Sector 在 FAT 中的序号

call os_getfatentry

cmp ax, 0FFFh

jz LABEL_FILE_LOADED

push ax ; 保存 Sector 在 FAT 中的序号

mov dx, RootDirSectors

add ax, dx

add ax, DeltaSectorNo

add bx, [BPB_BytsPerSec]

jmp LABEL_GOON_LOADING_FILE

LABEL_FILE_LOADED:

ret

;----------------------------------------------------------------------------

;BOOT DATA

LoaderFileName          db      "LOADER  BIN", 0        ; LOADER.BIN 之文件名

BootMessage: db 1,0

db "Boot"

LoadMessage: db 1,0

db "Load"

Flag: db 5,0

db "Flag!"

position_x: db 0h

position_y: db 0h

wRootDirSizeForLoop     dw      RootDirSectors  ; Root Directory 占用的扇区数, 在循环中会递减至零.

wSectorNo               dw      0               ; 要读取的扇区号

bOdd                    db      0               ; 奇数还是偶数

Data: db 10h

db 0

dw 01h

dd 00000100h

dd 0

dd 0

;----------------------------------------------------------------------------

times 510-($-$$) db 0 ; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节

dw 0xaa55 ; 结束标志