01 orange‘S boot源码
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;++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ; boot.asm ;++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ;%define _BOOT_DEBUG_ ; 做 Boot Sector 时一定将此行注释掉!将此行打开后用 nasmBoot.asm -o Boot.com 做成一个.COM文件易于调试 %ifdef _BOOT_DEBUG_ org 0100h ;调试状态, 做成 .COM 文件, 可调试 %else org 07c00h ;Boot 状态, Bios 将把 Boot Sector 加载到 0:7C00 处并开始执行 %endif ;================================================================================================ %ifdef _BOOT_DEBUG_ BaseOfStack equ 0100h ;调试状态下堆栈基地址(栈底, 从这个位置向低地址生长) %else 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) %endif 一些matadata BPB_BytsPerSec DW 512 ; 每扇区字节数 BS_DrvNum DB 0 ; 中断 13 的驱动器号
;================================================================================================ jmp short LABEL_START ; os的第一个语句 nop ; 这个 nop 不可少 ; 下面是 FAT12 磁盘的头, 之所以包含它是因为下面用到了磁盘的一些信息 %include "fat12hdr.inc" LABEL_START: mov ax, cs mov ds, ax mov es, ax mov ss, ax mov sp, BaseOfStack ;清屏 mov ax, 0600h ;AH = 6, AL = 0h mov bx, 0700h ;黑底白字(BL = 07h) mov cx, 0 ;左上角: (0, 0) mov dx, 0184fh ;右下角: (80, 50) int 10h ;int 10h mov dh, 0 ;"Booting " call DispStr ;显示字符串
xor ah, ah ;┓ xor dl, dl ;┣软驱复位 int 13h ; ┛
;下面在 A 盘的根目录寻找LOADER.BIN 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 cl, 1 call 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 dh, 2 ;"No LOADER." call DispStr ;显示字符串 %ifdef _BOOT_DEBUG_ mov ax, 4c00h ;┓ int 21h ;┛没有找到LOADER.BIN, 回到 DOS %else jmp $ ;没有找到LOADER.BIN, 死循环在这里 %endif LABEL_FILENAME_FOUND: ; 找到LOADER.BIN 后便来到这里，算出loader文件所在的扇区号 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 ; 这句完成时 cl 里面变成LOADER.BIN 的起始扇区号 (从 0 开始数的序号) mov ax, BaseOfLoader mov es, ax ;es <- BaseOfLoader mov bx, OffsetOfLoader ; bx <- OffsetOfLoader 于是, es:bx =BaseOfLoader:OffsetOfLoader = BaseOfLoader * 10h + OffsetOfLoader mov ax, cx ;ax <- Sector 号 LABEL_GOON_LOADING_FILE: push ax ;┓ push bx ;┃ mov ah, 0Eh ;┃每读一个扇区就在 "Booting " 后面打一个点, 形成这样的效果: mov al, '.' ;┃ mov bl, 0Fh ;┃ Booting...... int 10h ;┃ pop bx ;┃ pop ax ;┛ mov cl, 1 call ReadSector pop ax ;取出此 Sector 在 FAT 中的序号 call 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: mov dh, 1 ;"Ready." call DispStr ;显示字符串 ;***************************************************************************************************** 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 ; ***************************************************************************************************** ;============================================================================ ;变量 ;---------------------------------------------------------------------------- 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 ;============================================================================ ;字符串 ;---------------------------------------------------------------------------- LoaderFileName db "LOADER BIN", 0 ;LOADER.BIN 之文件名 ; 为简化代码, 下面每个字符串的长度均为MessageLength MessageLength equ 9 BootMessage: db "Booting "; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 0 Message1 db "Ready. "; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 1 Message2 db "No LOADER"; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 2 ;============================================================================ ;---------------------------------------------------------------------------- ; 函数名: DispStr ;---------------------------------------------------------------------------- ; 作用: ; 显示一个字符串, 函数开始时 dh 中应该是字符串序号(0-based) DispStr: mov ax, MessageLength mul dh add ax, BootMessage mov bp, ax ;┓ mov ax, ds ;┣ ES:BP = 串地址 mov es, ax ;┛ mov cx, MessageLength ; CX = 串长度 mov ax, 01301h ;AH = 13, AL = 01h mov bx, 0007h ;页号为0(BH = 0) 黑底白字(BL = 07h) mov dl, 0 int 10h ;int 10h ret ;---------------------------------------------------------------------------- ; 函数名: ReadSector ;---------------------------------------------------------------------------- ; 作用: ; 从第 ax 个 Sector 开始, 将 cl 个 Sector 读入 es:bx 中 ReadSector: ;----------------------------------------------------------------------- ;怎样由扇区号求扇区在磁盘中的位置 (扇区号 -> 柱面号, 起始扇区, 磁头号) ;----------------------------------------------------------------------- ;设扇区号为 x ; ┌柱面号 = y >> 1 ; x ┌商 y ┤ ;-------------- => ┤└磁头号 = y & 1 ; 每磁道扇区数│ ; └余 z => 起始扇区号 = z + 1 push bp mov bp, sp sub esp, 2 ;辟出两个字节的堆栈区域保存要读的扇区数: byte [bp-2] mov byte [bp-2], cl push bx ;保存 bx mov bl, [BPB_SecPerTrk] ; bl: 除数 div bl ;y 在 al 中, z 在 ah 中 inc ah ;z ++ mov cl, ah ;cl <- 起始扇区号 mov dh, al ;dh <- y shr al, 1 ;y >> 1 (其实是y/BPB_NumHeads, 这里BPB_NumHeads=2) mov ch, al ;ch <- 柱面号 and dh, 1 ;dh & 1 = 磁头号 pop bx ;恢复 bx ;至此, "柱面号, 起始扇区, 磁头号" 全部得到 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ mov dl, [BS_DrvNum] ;驱动器号 (0 表示 A 盘) .GoOnReading: mov ah, 2 ;读 mov al, byte [bp-2] ;读 al 个扇区 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 add esp, 2 pop bp ret ;---------------------------------------------------------------------------- ; 函数名: GetFATEntry ;---------------------------------------------------------------------------- ; 作用: ; 找到序号为 ax 的 Sector 在 FAT 中的条目, 结果放在 ax 中 ; 需要注意的是, 中间需要读 FAT 的扇区到 es:bx 处, 所以函数一开始保存了 es 和 bx 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 xor dx, dx ;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) mov bx, [BPB_BytsPerSec] div bx ;dx:ax / BPB_BytsPerSec ==> ax <- 商 (FATEntry 所在的扇区相对于 FAT 来说的扇区号) ; 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 = (BaseOfLoader - 100) * 10h add ax, SectorNoOfFAT1 ; 此句执行之后的 ax 就是 FATEntry 所在的扇区号 mov cl, 2 call 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 ;---------------------------------------------------------------------------- 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 |