实现OS中BOOTLOADER过程，并进入保护模式的代码

1. ;;;;;;;实现进入进入保护模式，简单实现gdt，还没实现idt，用fat格式，这样利于内核文件的扩展。编写好内核之后，
2. ;;;;;;;;可以直接放到软盘的根目录下。不需要在用镜像文件写入磁盘。
3. ;;;;;;;;内存分配，堆栈在8FFFF,内核在500H，目录文件名被读取到7E00，等待扩展保护模式中断，完善磁盘读文件过程
4. [bits 16]
5. [org 0x7c00] ; 告诉编译器程序加载到7c00处
7. CATALOG equ 0x7E00          ;catalog loaded at 0x7e00
8. KERNEL  equ 0x500           ;kernel.bin loaded at 0x500.
9. jmp Start
10. ; 引导区文件系统数据
11. ;----------------------------------------------------------------------------
12.     brOEM       DB " T's OS "        ; 0003h - 引导程序的名字
13.     brBPS       DW 0x200        ; 000Bh - 每扇区的字节数 512
14.     brSPC       DB 0x01            ; 000Dh - 每簇扇区数
15.     brResCount  DW    0x0001     ; 000Eh - 保留扇区数
16.     brFATs      DB 0x02            ; 0010h - FAT 备份数
17.     brRootEntries    DW    0x00e0     ; 0011h - 根目录文件数
18.     brSectorCount    
19.                 DW 2880        ; 0013h - 磁盘容量扇区数< 32MB
20.     brMedia     DB 240         ; 0015h - 媒体描述符
21.     brSPF       DW 9           ; 0016h - 每FAT扇区数
22.     brSPH       DW 18         ; 0018h - 每磁道扇区数
23.     brHPC       DW 2           ; 001Ah - 盘面数
24.     brHidden    DD 0            ; 001Ch - 隐藏扇区数
25.     brSectors   DD 0           ; 0020h - 如果大于32m的扇区总数
26.                 DB 0           ; 0024h - 物理驱动器号
27.                 DB 0           ; 0025h - 系统保留
28.                 DB 29H         ; 0026h - 扩展扇区标记（包含29h）
29.     brSerialNum DD    00000006H    ; 0027h - 卷ID
30.     brLabel     DB    'NO NAME    '    ; 002Bh - 卷标
31.     brFSID      DB    'FAT12   '        ; 0036h - 系统保留
32. ;------------------------------------------------------------------------
33. Start:
34. mov ax, cs
35. mov ds, ax
36. mov es, ax
37. mov ax,0x8000               ;栈放在0x1F00段里,这里栈有问题(栈放在0x1F00段里,会覆盖掉中断程序。)!!!!!!!!!!!!!!!
38. mov ss,ax
39. mov sp,0xffff               ; 堆栈入口 8FFFF
40. call DispStr                ; 调用显示字符串例程
41. call LoadFile               ; 把目录区读入到200的地方,bios
42. call FindFile               ; 在7E00的地方找kernel.bin,读出来放到500的地方,并显示读取成功
43. call Clrscr             ;先清屏
45. ;=============================================
46. ;SwitchPro建立GDT,进入保护模式
47. ;=============================================
48. SwitchPro;
49.     ; 打开A20
50.     in al, 92h
51.     or al, 00000010b
52.     out 92h, al
53.     ; end 打开A20
54.     ; 设置GDT
55.     cli
56.     ;mov ax,KERNEL          ; lgdt 指令加载 gdtr 是以ds为数据段加载
57.     ;mov ds,ax
58.     ;lea si, [dword gdtr]
59.     lgdt [gdtr]
60.     ;lea si, [dword idtr]
61.     ;lidt [dword gdtr]
63.     mov eax, cr0
64.     or eax,1
65.     mov cr0, eax
66.     jmp dword selcode:0         ;进入保护模式，并且跳到下面的段中
67.     ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;jmp KERNEL   保护模式下,跳到kenel.bin开始执行内核.等待内核编码完成在实现
69. [bits 32]
70. CODE32:
71.     sti
72.     mov eax,codesel_gdt
73.     mov ebx,datasel_gdt
74.     mov ax,ProMessage
75.     mov bp,ax
76.     mov cx,ProMsglength
77.     ;call   PrintMsg        ;保护模式中断有问题，需要修改这里，最好能利用实模式下的bios中断程序。
78. ;===================
79. mov ax,videosel ; 初始化gs，使其指向显示内存
80. mov gs,ax 
81. mov word [gs:0],0x741 ; 在保护模式下显示一个白色的字符A
82. ;===================
83.     jmp $           ; 到此停止!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
85. [bits 16]
87. ;===================================================================
88. ;初始化gdtr和gdt
89. ;===================================================================
91. gdtr:
92.     dw gdt_end - gdt-1              ; gdt的长度--16位(800H)GDT界限gdt limit=2048, 256 GDT entries
93.                         ;这里应该是伪长度7,15,23,31,因为从0开始计算的
94.     dd gdt                                      ; gdt的物理地址--32位GDT基地址
95.                         ;0x00007c930017!!!!!!!!
96. gdt:
97.     gdt0:
98.         dw 0,0,0,0                             ; 一定要为0
99. codesel_gdt:
100.     dw    0xffff                           ; 界限Limit值 = 0x100000 * 0x1000 = 4GB
101.     dw    CODE32;0x0000                        ; 基地址 = CODE32.!!!!!!!是不是最好设置从0开始？
102.     db    0x00
103.     db    0x9A                             ; 表示 存在 可执行可读代码段
104.     db    0xCF                             ; 粒度以及32位代码1100=0XC
105.     db    0x00                             
106. datasel_gdt:
107.     dw    0xffff                           ; 界限4GB
108.     dw    0x0000                           ; 基地址
109.     db    0x00
110.     db    0x92                             ; 表示 存在 可读写数据段
111.     db    0xCF                             ; 粒度以及数据锻大小4G,1100=0XC
112.     db    0x00                             
113. ;========================
114. videosel equ $-gdt 
115. dw 3999 
116. dw 0x8000 ; 基址是0xb8000
117. db 0x0b
118. db 0x92 
119. db 0x00 
120. db 0x00
121. ;========================
122. gdt_end:
124. selcode equ codesel_gdt - gdt           ;索引值1,2,3....
125. seldata equ datasel_gdt - gdt
128. ;=============================================
129. ;DispStr 显示boot已经启动!
130. ;=============================================
131. DispStr:
132.    mov ax, BootMessage
133.    mov bp, ax ; es:bp = 串地址
134.    mov cx, Msglength ; cx = 串长度
135.    call PrintMsg
136. ret
138. ;=============================================
139. ;LoadFile 把目录从软盘中读出来!
140. ;=============================================
141. LoadFile:
142. mov ax,19       ;开始的扇区
143. mov bx,CATALOG          ;目录放在7E00H的地方!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
144. mov cx,14       ;目录扇区个数
145. loopreadsec:
146. push ax
147. push bx
148. push cx
149. call    LBACHS          ; 调用转换
150. mov     dl, 0           ; 因为是a:所以为0!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
151. mov     ah, 0x02        ; BIOS 读取扇区命令
152. mov     al, 0x01        ; 一个扇区
153. int     0x13            ; 调用中断
154. nop
155. pop cx
156. pop bx
157. pop ax
158. add bx,200
159. inc ax
160. loop loopreadsec
161. ret
162. ;=============================================
163. ; 转换逻辑块访问为读取磁盘所使用的磁道，盘面，扇区
164. ; 相对扇区 = (逻辑扇区 / 每磁道扇区数) + 1
165. ; 相对盘面   = (逻辑扇区 / 每磁道扇区数) MOD 盘面数
166. ; 相对磁道 = 逻辑扇区 / (每磁道扇区数 * 盘面数)
167. ;=============================================
168. LBACHS:
169.     xor     dx, dx              ; dx = 0
170.     mov     cx,18
171.     div     cx        ; div: ax/18 -> 商:ax 余数:dx
172.     inc     dl        ;sec           ; 
173.     mov     cl, dl    ;sector
174.     xor     dx, dx    ; dx = 0
175.     push    bx
176.     mov     bx,2
177.     div     bx        ; ax/2 -> 商:ax 余数:dx
178.     pop     bx
179.     mov     ch, al    ; track
180.     mov     dh, dl    ; head
181. ret
183. ;=============================================
184. ;FindFile 查找文件名,并且装到0x500,显示Load Kernel.bin Success!
185. ;=============================================
186. FindFile:
187. cld                             ;地址自动增加
188. mov cx,224                          ;根目录共有224个文件
189. mov di,CATALOG                          ;目录放在7E00H的地方!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
190. .l_findfile:
191. push cx
192. lea si,[Kernel]                             ;?
193. push di
194. mov cx,11                           ;8+3=0xb文件名和后缀长度
195. repe cmpsb            
196. pop di
197. je findfile_ok
198. add di,32                           ;开始找下1个文件
199. pop cx
200. loop .l_findfile
201. mov ax, LoadKerFail                     ;失败
202. mov bp, ax                          ; es:bp = 串地址
203. mov cx, LoadKerFaillength                   ; cx = 串长度
204. call PrintMsg
205. ret
207. findfile_ok:
208. pop cx
209. add di,26       ;取文件占用的第一个簇号，即起始簇
210. mov ax,[di]
211. add ax,31       ;簇转成扇区
212. mov bx,KERNEL                           ;文件放在0x500!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
213. call    LBACHS          ; 调用转换
214. mov     dl, 0           ; 因为是a:所以为0!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
215. mov     ah, 0x02        ; BIOS 读取扇区命令
216. mov     al, 0x03                            ; 一个扇区,这里不应该只读一个扇区，应该根据文件大小来决定,等待修改!!!!!
217. int     0x13            ; 调用中断,内核放在0x1e00!      ;在磁盘的位置?
218. mov ax, LoadKerSuess                        ;成功
219. mov bp, ax                          ; es:bp = 串地址   
220. mov cx, LoadKerlength                       ; cx = 串长度
221. call PrintMsg   
222. ret
224. ;=============================================
225. ;清屏
226. ;=============================================
227. Clrscr :
228.    mov ax,0x0600 ; 使用中断10h的功能6，实现卷屏，如果al=0则清屏
229.    mov cx,0x0000 ; 清屏
230.    mov dx,0x174f ; 卷屏至23，79
231.    mov bh,0 ; 使用颜色0来填充
232.    int 0x10 ; 调用10h中断
233. ret
235. ;=============================================
236. ;显示信息
237. ;=============================================
238. PrintMsg:
239.    mov ax, 01301h ; ah = 13, al = 01h
240.    mov bx, 000ch ; 页号为0(bh = 0) 黑底红字(bl = 0Ch,高亮)
241.    mov dl, 0
242.    mov dh, BYTE [NoLine]
243.    int 10h ; 10h 号中断
244.    add dh,1
245.    mov BYTE [NoLine],dh
246. ret
248. BootMessage: db "Welcome to T's OS!",0x0D,0x0A
249. Msglength equ $-BootMessage
250. DB 0x00
251. Kernel: db 'KERNEL  BIN'                    ;8+3=11位;将来这里改成内核的文件名!!!!!!!!!!!!!
252. LoadKerSuess: db 'Load Kernel.bin Success!',0x0D,0x0A
253. LoadKerlength equ $-LoadKerSuess
254. DB 0x00
255. LoadKerFail: db 'Load Kernel.bin Fail!',0x0D,0x0A
256. LoadKerFaillength equ $-LoadKerFail
257. DB 0x00
258. ProMessage: db "I'm in the Pro Mode!",0x0D,0x0A
259. ProMsglength equ $-ProMessage
260. DB 0x00
261. NoLine DB 0x00
262. times 510-($-$$) db 0 ; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节
264. dw 0xaa55 ; 结束标志
266. ;把这段代码用NASM编译一下：
267. ;nasm boot.asm –o boot.bin
268. ;应该把内核在pro模式下加载就对了!