第三天操作系统的开发才慢慢步入正轨,当然这一天的内容和难度较前两天明显增加,还有一些汇编语言中不好理解的知识点,所以第三天的学习内容要详细的记录一下。
切入正题!
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今天的主要内容就是将磁盘中的程序装载到内存中。
1.用INT指令调用BIOS中的0x13号函数(这个中断详见点击打开链接),代片段如下:
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MOV AX,0x0820 MOV ES,AX MOV CH,0 ; 柱面0 MOV DH,0 ; 磁头0 MOV CL,2 ; 扇区2 MOV AH,0x02 ; 读盘 MOV AL,1 ; 一个扇区 MOV BX,0 MOV DL,0x00 ; A驱动器 INT 0x13 ; 调用磁盘BIOS JC error |
2.物理地址=段地址*16+偏移地址
在书中第49页简单介绍了这个知识点,不过这部分我感觉有点难理解,《汇编语言》(王爽)对这个问题的解释很形象,可以参考一下!后面的内容就是把磁盘0到10柱面的内容读进内存,这要理解了上面的这一点内容,这部分还是比较容易的。
3.到目前为止,我们的IPL(启动程序装载器)算是基本成型了,接下来作者带我们做一些实质性的东西,而不仅仅是显示一个字符串。这个实质性的东西就是,执行磁盘上位于特定位置的程序。作者通过一个小例子让我们体会到了下面的两个特点:
当我们向一张空软盘保存文件时,
1)文件名会写在0x002600以后的地方;
2)文件的内容会写在0x004200以后的地方;
所以我们只需将磁盘内容所在内存中的首地址+0x004200便得到了某一程序的在内存中的地址,从而可以执行它。在书中的示例中,这个地址应该为0xc200
(0x8000+0x4200=0c200)(在这我算的时候把磁盘内容在内存中的首地址当成了0x8200,别忘了前面还有512字节的启动区内容呢)。
4.到了这里我们就可以写一段程序(haribote.nas),看能不能在启动完成后执行。代码如下
haribote.nas(INT 0x10 详见 INT 0x10)
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; haribote-os ; TAB=4 ORG 0xc200 ; 这个程序将要被装载的内从地址 MOV AL,0x13 ; VAG显卡,320*200*8位彩色 MOV AH,0x00 INT 0x10 fin: HLT JMP fin |
ipl10.nas
001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 032 033 034 035 036 037 038 039 040 041 042 043 044 045 046 047 048 049 050 051 052 053 054 055 056 057 058 059 060 061 062 063 064 065 066 067 068 069 070 071 072 073 074 075 076 077 078 079 080 081 082 083 084 085 086 087 088 089 090 091 092 093 094 095 096 097 098 099 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 |
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;第3天加入读磁盘功能 ; duke-os ; TAB=4 CYLS EQU 10 ORG 0x7c00 ; 程序的装载地址 ; 以下的记述用于标准FAT12格式的软盘 JMP entry DB 0x90 DB "HELLOIPL" ; 启动区的名称可以是任意的字符(8字符) DW 512 ; 每个扇区的大小 DB 1 ; 簇(cluster)的大小(必须为1个扇区) DW 1 ; FAT的起始位置(一般从第一个扇区开始) DB 2 ; FAT的个数(必须为2) DW 224 ; 根目录的大小(一般设成224项) DW 2880 ; 该磁盘的大小(必须为2880扇区) DB 0xf0 ; 磁盘的种类(必须是0xf0) DW 9 ; FAT的长度(必须是9扇区) DW 18 ; 1个磁道(track)有几个扇区(必须是18) DW 2 ; 磁头数(必须是2) DD 0 ; 不使用分区,必须是0 DD 2880 ; 重写一次磁盘大小 DB 0,0,0x29 ; 意义不明,固定 DD 0xffffffff ; (可能是)卷标号码 DB "HELLO-OS " ; 磁盘的名称(11字节) DB "FAT12 " ; 磁盘格式名称(8字节) RESB 18 ; 先空出18字节 ; 程序核心 entry: MOV AX,0 ; 初始化寄存器 MOV SS,AX MOV SP,0x7c00 MOV DS,AX MOV ES,AX ;读磁盘 MOV AX,0x0820 MOV ES,AX MOV CH,0 ; 柱面0 MOV DH,0 ; 磁头0 MOV CL,2 ; 扇区2 readloop: MOV SI,0 retry: MOV AH,0x02 ; 读盘 MOV AL,1 ; 1个扇区 MOV BX,0 MOV DL,0x00 ; A驱动器 INT 0x13 ; 调用磁盘BIOS JNC next ADD SI,1 CMP SI,5 JAE error MOV AH,0x00 MOV DL,0x00 INT 0x13 ; 这条加上面两条指令是进行“系统复位”,即回复软盘状态 JMP retry next: MOV AX,ES ADD AX,0X0020 MOV ES,AX ADD CL,1 CMP CL,18 JBE readloop MOV CL,1 ADD DH,1 CMP DH,2 JB readloop MOV DH,0 ADD CH,1 CMP CH,CYLS JB readloop MOV [0x0ff0],CH JMP 0xc200 error: MOV SI,msg putloop: MOV AL,[SI] ADD SI,1 ; 给SI加1 CMP AL,0 JE fin MOV AH,0x0e ; 显示一个文字 MOV BX,15 ; 指定字符颜色 INT 0x10 ; 调用显卡BIOS JMP putloop fin: HLT ; 让CPU停止,等待指令 JMP fin ; 无限循环 msg: DB 0x0a, 0x0a ; 换行2次 DB "DUKE OS" DB 0x0a ; 换行 DB 0 RESB 0x7dfe-$ ; 填写0x00,直到0x07dfe ($代表将要读入的内存地址) DB 0x55, 0xaa |
6.第三天完成后,各个文件之间的依赖关系(这些关系你可以在第三天的makefile中看到,但我觉得还是图形比较直观一点),如下图:
PS:
1. 今天的内容对于没有接触过汇编的童鞋来说着实有点难度。汇编的内容早都还给老师了,只好找了本汇编书恶补了一下。
2. 这一天的内容反反复复看了两三遍才搞清楚头绪,不过收获还是很大的。
3.如果你想在linux上开发此操作系统,可以参照下面链接出的博文:
h397916230的专栏