?? boot.asm
字號:
;%define _BOOT_DEBUG_ ; 做 Boot Sector 時一定將此行注釋掉!將此行打開后用 nasm Boot.asm -o Boot.com 做成一個.COM文件易于調試
%ifdef _BOOT_DEBUG_
org 0100h ; 調試狀態, 做成 .COM 文件, 可調試
%else
org 07c00h ; Boot 狀態, Bios 將把 Boot Sector 加載到 0:7C00 處并開始執行
%endif
;================================================================================================
%ifdef _BOOT_DEBUG_
BaseOfStack equ 0100h ; 調試狀態下堆?；刂?棧底, 從這個位置向低地址生長)
%else
BaseOfStack equ 07c00h ; Boot狀態下堆棧基地址(棧底, 從這個位置向低地址生長)
%endif
BaseOfLoader equ 09000h ; LOADER.BIN 被加載到的位置 ---- 段地址
OffsetOfLoader equ 0100h ; LOADER.BIN 被加載到的位置 ---- 偏移地址
;================================================================================================
jmp short LABEL_START ; Start to boot.
nop ; 這個 nop 不可少
; 下面是 FAT12 磁盤的頭, 之所以包含它是因為下面用到了磁盤的一些信息
%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 ; 顯示字符串
xor ah, ah ; ┓
xor dl, dl ; ┣ 軟驅復位
int 13h ; ┛
; 下面在 A 盤的根目錄尋找 LOADER.BIN
mov word [wSectorNo], SectorNoOfRootDirectory
LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN:
cmp word [wRootDirSizeForLoop], 0 ; ┓
jz LABEL_NO_LOADERBIN ; ┣ 判斷根目錄區是不是已經讀完
dec word [wRootDirSizeForLoop] ; ┛ 如果讀完表示沒有找到 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 號
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 ; ┓循環次數控制,
jz LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR ; ┣如果已經讀完了一個 Sector,
dec dx ; ┛就跳到下一個 Sector
mov cx, 11
LABEL_CMP_FILENAME:
cmp cx, 0
jz LABEL_FILENAME_FOUND ; 如果比較了 11 個字符都相等, 表示找到
dec cx
lodsb ; ds:si -> al
cmp al, byte [es:di]
jz LABEL_GO_ON
jmp LABEL_DIFFERENT ; 只要發現不一樣的字符就表明本 DirectoryEntry 不是
; 我們要找的 LOADER.BIN
LABEL_GO_ON:
inc di
jmp LABEL_CMP_FILENAME ; 繼續循環
LABEL_DIFFERENT:
and di, 0FFE0h ; else ┓ di &= E0 為了讓它指向本條目開頭
add di, 20h ; ┃
mov si, LoaderFileName ; ┣ di += 20h 下一個目錄條目
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 ; 顯示字符串
%ifdef _BOOT_DEBUG_
mov ax, 4c00h ; ┓
int 21h ; ┛沒有找到 LOADER.BIN, 回到 DOS
%else
jmp $ ; 沒有找到 LOADER.BIN, 死循環在這里
%endif
LABEL_FILENAME_FOUND: ; 找到 LOADER.BIN 后便來到這里繼續
mov ax, RootDirSectors
and di, 0FFE0h ; di -> 當前條目的開始
add di, 01Ah ; di -> 首 Sector
mov cx, word [es:di]
push cx ; 保存此 Sector 在 FAT 中的序號
add cx, ax
add cx, DeltaSectorNo ; 這句完成時 cl 里面變成 LOADER.BIN 的起始扇區號 (從 0 開始數的序號)
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 號
LABEL_GOON_LOADING_FILE:
push ax ; ┓
push bx ; ┃
mov ah, 0Eh ; ┃ 每讀一個扇區就在 "Booting " 后面打一個點, 形成這樣的效果:
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 中的序號
call GetFATEntry
cmp ax, 0FFFh
jz LABEL_FILE_LOADED
push ax ; 保存 Sector 在 FAT 中的序號
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 ; 顯示字符串
; *****************************************************************************************************
jmp BaseOfLoader:OffsetOfLoader ; 這一句正式跳轉到已加載到內存中的 LOADER.BIN 的開始處
; 開始執行 LOADER.BIN 的代碼
; Boot Sector 的使命到此結束
; *****************************************************************************************************
;============================================================================
;變量
;----------------------------------------------------------------------------
wRootDirSizeForLoop dw RootDirSectors ; Root Directory 占用的扇區數, 在循環中會遞減至零.
wSectorNo dw 0 ; 要讀取的扇區號
bOdd db 0 ; 奇數還是偶數
;============================================================================
;字符串
;----------------------------------------------------------------------------
LoaderFileName db "LOADER BIN", 0 ; LOADER.BIN 之文件名
; 為簡化代碼, 下面每個字符串的長度均為 MessageLength
MessageLength equ 9
BootMessage: db "Booting "; 9字節, 不夠則用空格補齊. 序號 0
Message1 db "Ready. "; 9字節, 不夠則用空格補齊. 序號 1
Message2 db "No LOADER"; 9字節, 不夠則用空格補齊. 序號 2
;============================================================================
;----------------------------------------------------------------------------
; 函數名: DispStr
;----------------------------------------------------------------------------
; 作用:
; 顯示一個字符串, 函數開始時 dh 中應該是字符串序號(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 = 串長度
mov ax, 01301h ; AH = 13, AL = 01h
mov bx, 0007h ; 頁號為0(BH = 0) 黑底白字(BL = 07h)
mov dl, 0
int 10h ; int 10h
ret
;----------------------------------------------------------------------------
; 函數名: ReadSector
;----------------------------------------------------------------------------
; 作用:
; 從第 ax 個 Sector 開始, 將 cl 個 Sector 讀入 es:bx 中
ReadSector:
; -----------------------------------------------------------------------
; 怎樣由扇區號求扇區在磁盤中的位置 (扇區號 -> 柱面號, 起始扇區, 磁頭號)
; -----------------------------------------------------------------------
; 設扇區號為 x
; ┌ 柱面號 = y >> 1
; x ┌ 商 y ┤
; -------------- => ┤ └ 磁頭號 = y & 1
; 每磁道扇區數 │
; └ 余 z => 起始扇區號 = z + 1
push bp
mov bp, sp
sub esp, 2 ; 辟出兩個字節的堆棧區域保存要讀的扇區數: byte [bp-2]
mov byte [bp-2], cl
push bx ; 保存 bx
mov bl, [BPB_SecPerTrk] ; bl: 除數
div bl ; y 在 al 中, z 在 ah 中
inc ah ; z ++
mov cl, ah ; cl <- 起始扇區號
mov dh, al ; dh <- y
shr al, 1 ; y >> 1 (其實是 y/BPB_NumHeads, 這里BPB_NumHeads=2)
mov ch, al ; ch <- 柱面號
and dh, 1 ; dh & 1 = 磁頭號
pop bx ; 恢復 bx
; 至此, "柱面號, 起始扇區, 磁頭號" 全部得到 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
mov dl, [BS_DrvNum] ; 驅動器號 (0 表示 A 盤)
.GoOnReading:
mov ah, 2 ; 讀
mov al, byte [bp-2] ; 讀 al 個扇區
int 13h
jc .GoOnReading ; 如果讀取錯誤 CF 會被置為 1, 這時就不停地讀, 直到正確為止
add esp, 2
pop bp
ret
;----------------------------------------------------------------------------
; 函數名: GetFATEntry
;----------------------------------------------------------------------------
; 作用:
; 找到序號為 ax 的 Sector 在 FAT 中的條目, 結果放在 ax 中
; 需要注意的是, 中間需要讀 FAT 的扇區到 es:bx 處, 所以函數一開始保存了 es 和 bx
GetFATEntry:
push es
push bx
push ax
mov ax, BaseOfLoader ; ┓
sub ax, 0100h ; ┣ 在 BaseOfLoader 后面留出 4K 空間用于存放 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 <- 余數
cmp dx, 0
jz LABEL_EVEN
mov byte [bOdd], 1
LABEL_EVEN:;偶數
xor dx, dx ; 現在 ax 中是 FATEntry 在 FAT 中的偏移量. 下面來計算 FATEntry 在哪個扇區中(FAT占用不止一個扇區)
mov bx, [BPB_BytsPerSec]
div bx ; dx:ax / BPB_BytsPerSec ==> ax <- 商 (FATEntry 所在的扇區相對于 FAT 來說的扇區號)
; dx <- 余數 (FATEntry 在扇區內的偏移)。
push dx
mov bx, 0 ; bx <- 0 于是, es:bx = (BaseOfLoader - 100):00 = (BaseOfLoader - 100) * 10h
add ax, SectorNoOfFAT1 ; 此句執行之后的 ax 就是 FATEntry 所在的扇區號
mov cl, 2
call ReadSector ; 讀取 FATEntry 所在的扇區, 一次讀兩個, 避免在邊界發生錯誤, 因為一個 FATEntry 可能跨越兩個扇區
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 ; 填充剩下的空間，使生成的二進制代碼恰好為512字節
dw 0xaa55 ; 結束標志
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