新手学linux之一———bootsect.S

!
! SYS_SIZE is the number of clicks (16 bytes) to be loaded.
! 0x3000 is 0x30000 bytes = 196kB, more than enough for current
! versions of linux
!
SYSSIZE = 0x3000
!
!    bootsect.s        (C) 1991 Linus Torvalds
!
! bootsect.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves
! iself out of the way to address 0x90000, and jumps there.
!
! It then loads 'setup' directly after itself (0x90200), and the system
! at 0x10000, using BIOS interrupts. 
!
! NOTE! currently system is at most 8*65536 bytes long. This should be no
! problem, even in the future. I want to keep it simple. This 512 kB
! kernel size should be enough, especially as this doesn't contain the
! buffer cache as in minix
!
! The loader has been made as simple as possible, and continuos
! read errors will result in a unbreakable loop. Reboot by hand. It
! loads pretty fast by getting whole sectors at a time whenever possible.
;bootset 分三部分加载系统
;1.先加载磁盘512个字节
;2.再加载后4个扇区 (setup.S)
;3.再加载随后的240个字节到内存(sys)
.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
.text
begtext:
.data
begdata:
.bss
begbss:
.text

SETUPLEN = 4                ! nr of setup-sectors
;BIOS会自动的把磁盘第一块加载到0x7c00处  
BOOTSEG  = 0x07c0            ! original address of boot-sector
INITSEG  = 0x9000            ! we move boot here - out of the way
SETUPSEG = 0x9020            ! setup starts here  setup.s加载到此内存区段
SYSSEG   = 0x1000            ! system loaded at 0x10000 (65536).
ENDSEG   = SYSSEG + SYSSIZE        ! where to stop loading  内核的末尾

! ROOT_DEV:    0x000 - same type of floppy as boot.
!        0x301 - first partition on first drive etc
;当时Linus存放跟文件系统是第二块软盘 第一个分区 所以为0x306
;计算方法 设备号=主设备号*256+次设备号
;0x306=774=3(3代表硬盘)*256+6(因为此前有第一个磁盘的4个主分区)
ROOT_DEV = 0x306

!ds:si es:di
entry start
start:
;从0x7c00拷贝数据到0x9000  
    mov    ax,#BOOTSEG
    mov    ds,ax
    mov    ax,#INITSEG
    mov    es,ax
    mov    cx,#256
    sub    si,si
    sub    di,di
    rep                ;
    movw            ;这两句是老汇编中的  不要深究
    jmpi    go,INITSEG
    ;设置ax,ds,es等相关寄存器的数值
go:    mov    ax,cs
    mov    ds,ax
    mov    es,ax
! put stack at 0x9ff00.
    mov    ss,ax
    mov    sp,#0xFF00        ! arbitrary value >>512

! load the setup-sectors directly after the bootblock.
! Note that 'es' is already set up.

////////////////////////////////////第二步/////////////////////////////////////////////

load_setup:
;功能02H
;功能描述：读扇区
;入口参数：AH＝02H
;AL＝扇区数
;CH＝柱面
;CL＝扇区
;DH＝磁头
;DL＝驱动器，00H~7FH：软盘；80H~0FFH：硬盘
;ES:BX＝缓冲区的地址
;出口参数：CF＝0——操作成功，AH＝00H，AL＝传输的扇区数，否则，AH＝状态代码
    mov    dx,#0x0000        ! drive 0, head 0
    mov    cx,#0x0002        ! sector 2, track 0
    mov    bx,#0x0200        ! address = 512, in INITSEG    在int 0x13中断中es:bx代表的是数据缓冲区
                        ;即setup要拷贝的内存段
    mov    ax,#0x0200+SETUPLEN    ! service 2(读操作), nr of sectors  
    int    0x13            ! read it
    jnc    ok_load_setup        ! ok - continue  jump not CF
    ;如果CF位有置位那么出错 处理错误
    mov    dx,#0x0000
    mov    ax,#0x0000        ! reset the diskette
    int    0x13
    j    load_setup        ;jump

ok_load_setup:

! Get disk drive parameters, specifically nr of sectors/track
;功能08H
;功能描述：读取驱动器参数
;入口参数：AH＝08H
;出口参数：CF＝1——操作失败，AH＝状态代码，否则， 
;BL＝01H — 360K
;   ＝02H — 1.2M
;    ＝03H — 720K
;    ＝04H — 1.44M
;CH＝柱面数的低8位
;CL的位7-6＝柱面数的该2位
;CL的位5-0＝扇区数
;DH＝磁头数
;DL＝驱动器数
;ES:DI＝磁盘驱动器参数表地址
;DL＝驱动器，00H~7FH：软盘；80H~0FFH：硬盘
    mov    dl,#0x00        ;调用前先清0
    mov    ax,#0x0800        ! AH=8 is get drive parameters
    int    0x13
    mov    ch,#0x00        ;因为软盘的磁道不能超过256所以cl的6-7位为0 又将ch置为0 
                        ;则cx中表示每道扇区数
    seg cs                ;只影响下一条指令  cs:[sectors]
    mov    sectors,cx
    mov    ax,#INITSEG
    mov    es,ax            ;因为int 0x13中断改变了所以改回原先的值

! Print some inane message
;int 0x10
;功能03H
;功能描述：在文本坐标下，读取光标各种信息
;入口参数：AH＝03H
;BH＝显示页码
;出口参数：CH＝光标的起始行
;CL＝光标的终止行
;DH＝行(Y坐标)
;DL＝列(X坐标)
    mov    ah,#0x03        ! read cursor pos
    xor    bh,bh
    int    0x10
;功能描述：在Teletype模式下显示字符串
;入口参数：AH＝13H
;BH＝页码
;BL＝属性(若AL=00H或01H)
;CX＝显示字符串长度
;(DH、DL)＝坐标(行、列)
;ES:BP＝显示字符串的地址 AL＝显示输出方式
;0——字符串中只含显示字符，其显示属性在BL中。显示后，光标位置不变
;1——字符串中只含显示字符，其显示属性在BL中。显示后，光标位置改变
;2——字符串中含显示字符和显示属性。显示后，光标位置不变
;3——字符串中含显示字符和显示属性。显示后，光标位置改变
;出口参数：无
    mov    cx,#24            ;24个字符
    mov    bx,#0x0007        ! page 0, attribute 7 (normal)
    mov    bp,#msg1
    mov    ax,#0x1301        ! write string, move cursor
    int    0x10

! ok, we've written the message, now
! we want to load the system (at 0x10000)


/////////////////////////////////////第三步//////////////////////////////////////////
    mov    ax,#SYSSEG
    mov    es,ax        ! segment of 0x010000
    call    read_it
    call    kill_motor

! After that we check which root-device to use. If the device is
! defined (!= 0), nothing is done and the given device is used.
! Otherwise, either /dev/PS0 (2,28) or /dev/at0 (2,8), depending
! on the number of sectors that the BIOS reports currently.

    seg cs
    mov    ax,root_dev
    cmp    ax,#0
    jne    root_defined
    seg cs
    mov    bx,sectors
    mov    ax,#0x0208        ! /dev/ps0 - 1.2Mb
    cmp    bx,#15
    je    root_defined
    mov    ax,#0x021c        ! /dev/PS0 - 1.44Mb
    cmp    bx,#18
    je    root_defined
undef_root:
    jmp undef_root
root_defined:
    seg cs
    mov     ,ax

! after that (everyting loaded), we jump to
! the setup-routine loaded directly after
! the bootblock:

    jmpi    0,SETUPSEG

! This routine loads the system at address 0x10000, making sure
! no 64kB boundaries are crossed. We try to load it as fast as
! possible, loading whole tracks whenever we can.
!
! in:    es - starting address segment (normally 0x1000)
!
sread:    .word 1+SETUPLEN    ! sectors read of current track
head:    .word 0            ! current head
track:    .word 0            ! current track

read_it:
    mov ax,es
    test ax,#0x0fff        ;0x1000&0xfff=0  不会进入die循环
die:    jne die            ! es must be at 64kB boundary
    xor bx,bx        ! bx is starting address within segment
rp_read:
    mov ax,es
    cmp ax,#ENDSEG        ! have we loaded all yet?
    jb ok1_read
    ret
;ok1_read计算当前需要读的扇区 存放入ax中
ok1_read:
    seg cs
    mov ax,sectors            ;之前通过中断获取的扇区数(int 0x13 08号功能存放在此的数据)
    sub ax,sread
    mov cx,ax
    shl cx,#9                ;总共读取的字节数放入cx中    
    add cx,bx
    jnc ok2_read            ;操作没有超过64KB
    je ok2_read
    xor ax,ax                ;否则 反转
    sub ax,bx
    shr ax,#9
;ok2_read的功能是开始读磁盘
ok2_read:
    call read_track            ;调用int 0x13中断开始读磁盘
    mov cx,ax                ;上次开始已读的扇区数
    add ax,sread
    seg cs
    cmp ax,sectors
    jne ok3_read
    mov ax,#1
    sub ax,head
    jne ok4_read
    inc track
ok4_read:
    mov head,ax
    xor ax,ax
;移动内存地址空间
ok3_read:
    mov sread,ax
    shl cx,#9
    add bx,cx
    jnc rp_read
    mov ax,es
    add ax,#0x1000
    mov es,ax
    xor bx,bx
    jmp rp_read

read_track:
;功能02H
;功能描述：读扇区
;入口参数：AH＝02H
;AL＝扇区数
;CH＝磁道号
;CL＝扇区
;DH＝磁头
;DL＝驱动器，00H~7FH：软盘；80H~0FFH：硬盘
;ES:BX＝缓冲区的地址
;出口参数：CF＝0——操作成功，AH＝00H，AL＝传输的扇区数，
;否则，AH＝状态代码，参见功能号01H中的说明
    push ax
    push bx
    push cx
    push dx
    mov dx,track        ;当前的磁道号
    mov cx,sread        ;当前已读扇区 注意：已读 (刚开始的时候是4+1)
    inc cx
    mov ch,dl
    mov dx,head
    mov dh,dl            ;
    mov dl,#0
    and dx,#0x0100
    mov ah,#2
    int 0x13
    jc bad_rt
    pop dx
    pop cx
    pop bx
    pop ax
    ret
bad_rt:    
;功能0 磁盘系统复位
    mov ax,#0
    mov dx,#0
    int 0x13
    pop dx
    pop cx
    pop bx
    pop ax
    jmp read_track

/*
 * This procedure turns off the floppy drive motor, so
 * that we enter the kernel in a known state, and
 * don't have to worry about it later.
 */
kill_motor:
    push dx
    mov dx,#0x3f2
    mov al,#0
    outb
    pop dx
    ret

sectors:
    .word 0        ;在这里代表的值是一个到的扇区数目

msg1:
    .byte 13,10
    .ascii "Loading system ..."
    .byte 13,10,13,10

.org 508
root_dev:
    .word ROOT_DEV
boot_flag:
    .word 0xAA55

.text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss: