?? loader.asm
字號:
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃□□□□□□□□□□□□□□□□□□┃ B8000h ← gs
; A0000h ┃□□□Display adapter reserved□□□┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃□□□□□□□□□□□□□□□□□□┃
; 9FC00h ┃□□extended BIOS data area (EBDA)□┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃■■■■■■■■■■■■■■■■■■┃
; 90000h ┃■■■■■■■LOADER.BIN■■■■■■┃ somewhere in LOADER ← esp
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃■■■■■■■■■■■■■■■■■■┃
; 80000h ┃■■■■■■■KERNEL.BIN■■■■■■┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃■■■■■■■■■■■■■■■■■■┃
; 30000h ┃■■■■■■■■KERNEL■■■■■■■┃ 30400h ← KERNEL 入口 (KernelEntryPointPhyAddr)
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃ ┃
; 7E00h ┃ F R E E ┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃■■■■■■■■■■■■■■■■■■┃
; 7C00h ┃■■■■■■BOOT SECTOR■■■■■■┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃ ┃
; 500h ┃ F R E E ┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃□□□□□□□□□□□□□□□□□□┃
; 400h ┃□□□□ROM BIOS parameter area □□┃
; ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━┫
; ┃◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇┃
; 0h ┃◇◇◇◇◇◇Int Vectors◇◇◇◇◇◇┃
; ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛ ← cs, ds, es, fs, ss
;
;
; ┏━━━┓ ┏━━━┓
; ┃■■■┃ Tinix使用 ┃□□□┃ 不能使用的內存
; ┗━━━┛ ┗━━━┛
; ┏━━━┓ ┏━━━┓
; ┃ ┃ 未使用空間 ┃◇◇◇┃ 可以覆蓋的內存
; ┗━━━┛ ┗━━━┛
;
; 注：KERNEL 的位置實際上是很靈活的，可以通過同時改變 LOAD.INC 中的 KernelEntryPointPhyAddr 和 MAKEFILE 中參數 -Ttext 的值來改變。
; 比如，如果把 KernelEntryPointPhyAddr 和 -Ttext 的值都改為 0x400400，則 KERNEL 就會被加載到內存 0x400000(4M) 處，入口在 0x400400。
;
; ------------------------------------------------------------------------
; 顯示 AL 中的數字
; ------------------------------------------------------------------------
DispAL:
push ecx
push edx
push edi
mov edi, [dwDispPos]
mov ah, 0Fh ; 0000b: 黑底 1111b: 白字
mov dl, al
shr al, 4
mov ecx, 2
.begin:
and al, 01111b
cmp al, 9
ja .1
add al, '0'
jmp .2
.1:
sub al, 0Ah
add al, 'A'
.2:
mov [gs:edi], ax
add edi, 2
mov al, dl
loop .begin
;add edi, 2
mov [dwDispPos], edi
pop edi
pop edx
pop ecx
ret
; DispAL 結束-------------------------------------------------------------
; ------------------------------------------------------------------------
; 顯示一個整形數
; ------------------------------------------------------------------------
DispInt:
mov eax, [esp + 4]
shr eax, 24
call DispAL
mov eax, [esp + 4]
shr eax, 16
call DispAL
mov eax, [esp + 4]
shr eax, 8
call DispAL
mov eax, [esp + 4]
call DispAL
mov ah, 07h ; 0000b: 黑底 0111b: 灰字
mov al, 'h'
push edi
mov edi, [dwDispPos]
mov [gs:edi], ax
add edi, 4
mov [dwDispPos], edi
pop edi
ret
; DispInt 結束------------------------------------------------------------
; ------------------------------------------------------------------------
; 顯示一個字符串
; ------------------------------------------------------------------------
DispStr:
push ebp
mov ebp, esp
push ebx
push esi
push edi
mov esi, [ebp + 8] ; pszInfo
mov edi, [dwDispPos]
mov ah, 0Fh
.1:
lodsb
test al, al
jz .2
cmp al, 0Ah ; 是回車嗎?
jnz .3
push eax
mov eax, edi
mov bl, 160
div bl
and eax, 0FFh
inc eax
mov bl, 160
mul bl
mov edi, eax
pop eax
jmp .1
.3:
mov [gs:edi], ax
add edi, 2
jmp .1
.2:
mov [dwDispPos], edi
pop edi
pop esi
pop ebx
pop ebp
ret
; DispStr 結束------------------------------------------------------------
; ------------------------------------------------------------------------
; 換行
; ------------------------------------------------------------------------
DispReturn:
push szReturn
call DispStr ;printf("\n");
add esp, 4
ret
; DispReturn 結束---------------------------------------------------------
; ------------------------------------------------------------------------
; 內存拷貝，仿 memcpy
; ------------------------------------------------------------------------
; void* MemCpy(void* es:pDest, void* ds:pSrc, int iSize);
; ------------------------------------------------------------------------
MemCpy:
push ebp
mov ebp, esp
push esi
push edi
push ecx
mov edi, [ebp + 8] ; Destination
mov esi, [ebp + 12] ; Source
mov ecx, [ebp + 16] ; Counter
.1:
cmp ecx, 0 ; 判斷計數器
jz .2 ; 計數器為零時跳出
mov al, [ds:esi] ; ┓
inc esi ; ┃
; ┣ 逐字節移動
mov byte [es:edi], al ; ┃
inc edi ; ┛
dec ecx ; 計數器減一
jmp .1 ; 循環
.2:
mov eax, [ebp + 8] ; 返回值
pop ecx
pop edi
pop esi
mov esp, ebp
pop ebp
ret ; 函數結束，返回
; MemCpy 結束-------------------------------------------------------------
; 顯示內存信息 --------------------------------------------------------------
DispMemInfo:
push esi
push edi
push ecx
mov esi, MemChkBuf
mov ecx, [dwMCRNumber] ;for(int i=0;i<[MCRNumber];i++) // 每次得到一個ARDS(Address Range Descriptor Structure)結構
.loop: ;{
mov edx, 5 ; for(int j=0;j<5;j++) // 每次得到一個ARDS中的成員，共5個成員
mov edi, ARDStruct ; { // 依次顯示：BaseAddrLow，BaseAddrHigh，LengthLow，LengthHigh，Type
.1: ;
push dword [esi] ;
call DispInt ; DispInt(MemChkBuf[j*4]); // 顯示一個成員
pop eax ;
stosd ; ARDStruct[j*4] = MemChkBuf[j*4];
add esi, 4 ;
dec edx ;
cmp edx, 0 ;
jnz .1 ; }
call DispReturn ; printf("\n");
cmp dword [dwType], 1 ; if(Type == AddressRangeMemory) // AddressRangeMemory : 1, AddressRangeReserved : 2
jne .2 ; {
mov eax, [dwBaseAddrLow] ;
add eax, [dwLengthLow] ;
cmp eax, [dwMemSize] ; if(BaseAddrLow + LengthLow > MemSize)
jb .2 ;
mov [dwMemSize], eax ; MemSize = BaseAddrLow + LengthLow;
.2: ; }
loop .loop ;}
;
call DispReturn ;printf("\n");
push szRAMSize ;
call DispStr ;printf("RAM size:");
add esp, 4 ;
;
push dword [dwMemSize] ;
call DispInt ;DispInt(MemSize);
add esp, 4 ;
pop ecx
pop edi
pop esi
ret
; ---------------------------------------------------------------------------
; 啟動分頁機制 --------------------------------------------------------------
SetupPaging:
; 根據內存大小計算應初始化多少PDE以及多少頁表
xor edx, edx
mov eax, [dwMemSize]
mov ebx, 400000h ; 400000h = 4M = 4096 * 1024, 一個頁表對應的內存大小
div ebx
mov ecx, eax ; 此時 ecx 為頁表的個數，也即 PDE 應該的個數
test edx, edx
jz .no_remainder
inc ecx ; 如果余數不為 0 就需增加一個頁表
.no_remainder:
push ecx ; 暫存頁表個數
; 為簡化處理, 所有線性地址對應相等的物理地址. 并且不考慮內存空洞.
; 首先初始化頁目錄
mov ax, SelectorFlatRW
mov es, ax
mov edi, PageDirBase ; 此段首地址為 PageDirBase
xor eax, eax
mov eax, PageTblBase | PG_P | PG_USU | PG_RWW
.1:
stosd
add eax, 4096 ; 為了簡化, 所有頁表在內存中是連續的.
loop .1
; 再初始化所有頁表
pop eax ; 頁表個數
mov ebx, 1024 ; 每個頁表 1024 個 PTE
mul ebx
mov ecx, eax ; PTE個數 = 頁表個數 * 1024
mov edi, PageTblBase ; 此段首地址為 PageTblBase
xor eax, eax
mov eax, PG_P | PG_USU | PG_RWW
.2:
stosd
add eax, 4096 ; 每一頁指向 4K 的空間
loop .2
mov eax, PageDirBase
mov cr3, eax
mov eax, cr0
or eax, 80000000h
mov cr0, eax
jmp short .3
.3:
nop
ret
; 分頁機制啟動完畢 ----------------------------------------------------------
; InitKernel ---------------------------------------------------------------------------------
; 將 KERNEL.BIN 的內容經過整理對齊后放到新的位置
; --------------------------------------------------------------------------------------------
InitKernel: ; 遍歷每一個 Program Header，根據 Program Header 中的信息來確定把什么放進內存，放到什么位置，以及放多少。
xor esi, esi
mov cx, word [BaseOfKernelFilePhyAddr + 2Ch]; ┓ ecx <- pELFHdr->e_phnum
movzx ecx, cx ; ┛
mov esi, [BaseOfKernelFilePhyAddr + 1Ch] ; esi <- pELFHdr->e_phoff
add esi, BaseOfKernelFilePhyAddr ; esi <- OffsetOfKernel + pELFHdr->e_phoff
.Begin:
mov eax, [esi + 0]
cmp eax, 0 ; PT_NULL
jz .NoAction
push dword [esi + 010h] ; size ┓
mov eax, [esi + 04h] ; ┃
add eax, BaseOfKernelFilePhyAddr ; ┣ ::memcpy( (void*)(pPHdr->p_vaddr),
push eax ; src ┃ uchCode + pPHdr->p_offset,
push dword [esi + 08h] ; dst ┃ pPHdr->p_filesz;
call MemCpy ; ┃
add esp, 12 ; ┛
.NoAction:
add esi, 020h ; esi += pELFHdr->e_phentsize
dec ecx
jnz .Begin
ret
; InitKernel ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
; SECTION .data1 之開始 ---------------------------------------------------------------------------------------------
[SECTION .data1]
ALIGN 32
LABEL_DATA:
; 實模式下使用這些符號
; 字符串
_szMemChkTitle: db "BaseAddrL BaseAddrH LengthLow LengthHigh Type", 0Ah, 0
_szRAMSize: db "RAM size:", 0
_szReturn: db 0Ah, 0
;; 變量
_dwMCRNumber: dd 0 ; Memory Check Result
_dwDispPos: dd (80 * 6 + 0) * 2 ; 屏幕第 6 行, 第 0 列。
_dwMemSize: dd 0
_ARDStruct: ; Address Range Descriptor Structure
_dwBaseAddrLow: dd 0
_dwBaseAddrHigh: dd 0
_dwLengthLow: dd 0
_dwLengthHigh: dd 0
_dwType: dd 0
_MemChkBuf: times 256 db 0
;
;; 保護模式下使用這些符號
szMemChkTitle equ BaseOfLoaderPhyAddr + _szMemChkTitle
szRAMSize equ BaseOfLoaderPhyAddr + _szRAMSize
szReturn equ BaseOfLoaderPhyAddr + _szReturn
dwDispPos equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwDispPos
dwMemSize equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwMemSize
dwMCRNumber equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwMCRNumber
ARDStruct equ BaseOfLoaderPhyAddr + _ARDStruct
dwBaseAddrLow equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwBaseAddrLow
dwBaseAddrHigh equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwBaseAddrHigh
dwLengthLow equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwLengthLow
dwLengthHigh equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwLengthHigh
dwType equ BaseOfLoaderPhyAddr + _dwType
MemChkBuf equ BaseOfLoaderPhyAddr + _MemChkBuf
; 堆棧就在數據段的末尾
StackSpace: times 1000h db 0
TopOfStack equ BaseOfLoaderPhyAddr + $ ; 棧頂
; SECTION .data1 之結束 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
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