一个操作系统的实现(6):加载Loader.bin
来源:互联网 发布:郑州管家婆软件总代理 编辑:程序博客网 时间:2024/06/11 12:18
一、 FAT12
FAT12是DOS时代就开始使用的文件系统(File System),直到现在仍然在软盘上使用,FAT12软盘的被格式化后为:有两个磁头,每个磁头80个柱面(磁道),每个柱面有18个扇区,每个扇区512个字节空间。所以标准软盘的总空间为:
2 * 80 *18 * 512=1474560B=1440K=1.44M
下面是FAT12的结构图:
1、引导扇区
操作系统之所以认识FAT12格式的磁盘,其秘密就在于逻辑0扇区这512B上。如果这512字节的最后两个字节的内容分别是55和AA(0xAA55低字节在前,高字节在后)的话,BIOS在启动时会将这个扇区读取到0:7C00h-0:7DFFh处,然后跳转到0:7C00h处继续执行指令,操作系统即用此来达到引导系统的目的,而这个磁盘就称为引导磁盘。
操作系统标识FAT12文件系统是因为在逻辑0扇区(即引导扇区)处还存储着一个特定的数据结构,此结构有固定的格式,在操作系统将此磁盘格式化时自动生成,具体数据结构如下表所示:
名称
开始字节
长度
内容
参考值
BS_jmpBOOT
0
3
一个短跳转指令
jmp short LABEL_START
nop
BS_OEMName
3
8
厂商名
'ZGH'
BPB_BytesPerSec
11
2
每扇区字节数(Bytes/Sector)
0x200
BPB_SecPerClus
13
1
每簇扇区数(Sector/Cluster)
0x1
BPB_ResvdSecCnt
14
2
Boot记录占用多少扇区
ox1
BPB_NumFATs
16
1
共有多少FAT表
0x2
BPB_RootEntCnt
17
2
根目录区文件最大数
0xE0
BPB_TotSec16
19
2
扇区总数
0xB40
BPB_Media
21
1
介质描述符
0xF0
BPB_FATSz16
22
2
每个FAT表所占扇区数
0x9
BPB_SecPerTrk
24
2
每磁道扇区数(Sector/track)
0x12
BPB_NumHeads
26
2
磁头数(面数)
0x2
BPB_HiddSec
28
4
隐藏扇区数
0
BPB_TotSec32
32
4
如果BPB_TotSec16=0,则由这里给出扇区数
0
BS_DrvNum
36
1
INT 13H的驱动器号
0
BS_Reserved1
37
1
保留,未使用
0
BS_BootSig
38
1
扩展引导标记(29h)
0x29
BS_VolID
39
4
卷序列号
0
BS_VolLab
43
11
卷标
'ZGH'
BS_FileSysType
54
8
文件系统类型
'FAT12'
引导代码及其他内容
62
448
引导代码及其他数据
引导代码(剩余空间用0填充)
结束标志0xAA55
510
2
第510字节为0x55,第511字节为0xAA
0xAA55
下面我们介绍其中的一些变量的含义:
BS_jmpBoot:是跳转指令,偏移0处的跳转指令必须是合法的可执行的基于x86的CPU指令,如:jmp start,这样可以生成3字节长的指令,(加关键字short的短跳转指令的长度是2字节),指向操作系统引导代码部分。Windows和MS-DOS生成的FAT12启动扇区中的跳转指令是短跳转,如:jmp short LABEL_START,然后加一个nop的空指令来保持3字节的长度。
BPB_BytsPerSec:每扇区的字节数,类型是双字节长,标准分区上的每扇区字节数一般是512B, FAT12的格式下设置为512(0x200h)。
BPB_SecPerClus:每簇扇区数,偏移13处,类型是字节,簇是数据存储的最小单位,在FAT12格式下一般为1,即每簇只有1个扇区(512字节)。
BPB_RsvdSecCnt:Boot记录占用多少扇区,即在FAT1之前的 引导扇区,一般情况下,引导扇区占用1个扇区。
BPB_NumFATs:共有多少个FAT表,默认情况下此字段的值为2,也就是有两个FAT表,FAT1和FAT2的内容相同,当FAT1表出错的时候可以使用FAT2来恢复文件分配表。
BPB_RootEntCnt:根目录文件数最大值,默认为224,每个目录条目占用32B的空间,因此根目录的大小为:224*32/512=14,即占用14个扇区。
BPB_TotSec16:扇区总数=0xB40=2880
BPB_FATSz16:每个FAT占用的扇区数=0x9=9,即FAT1占用1—9逻辑扇区,FAT2占用10—18逻辑扇区。
BPB_SecPerTrk:每磁道扇区数=0x12=18,即标准FAT12文件系统中,每个磁道的扇区数就是为18。
BPB_NumHeads:磁头数=0x2=2,该磁盘包括2个磁头,也就是面数是2。
2、FAT表
FAT1和FAT2是两个完全相同的FAT表,每个FAT占用9个扇区。其中FAT1占用1—9扇区,FAT2占用10—18扇区。具体详细介绍看下面4。
3、根目录区
根目录区的开始扇区号是19,它是由若干个目录条目(Directory Entry)组成,条目最多有BPB_RootEntCnt个,由于根目录区的大小是依赖于BPB_RootEntCnt的,所以长度不固定。
在本FAT12中,因为BPB_RootEntCnt=0xE0=14*16+0=244,即条目最多为244个,又因为每个条目占用32个字节,故244*32/512=14,即该根目录区占14个扇区,即19—32。
根目录区中的每个条目占用32字节,它的格式如下图:
这里主要定义了文件的名字,属性,最后写入的时间和日期,文件的开始簇数以及文件大小。
下面我们通过实例来认识这些内容,
1、 首先创建一个虚拟软盘,在这里我们使用WinImage,具体下载地址在我的下载资源中。
打开WinImage:
选择文件—》新建
新建一个虚拟软盘之后,需要向里面添加文件,我们需要提前写好下面几个文件
RIVER.TXT,内容为riverriverriver
FLOWER.TXT,内容为flowerflower………flower,至少要100个flower,使得数据空间大于512个字节,这样该文件将占用两个连续的扇区。
TREE.TXT,内容为treetreetree
再添加一个HOUSE目录,然后在目录\HOUSE下添加两个文本文件:
CAT.TXT,内容为catcatcat
DOG.TXT,内容为dogdogdog
选择映像—》加入,依次加入RIVER.TXT,FLOWER.TXT,TREE.TXT三个文件
映像—》创建文件夹 HOUSE
添加HOUSE目录
双击house,进入house的文件夹内,然后添加CAT.TXT,DOG.TXT两个文件
添加文件完成,然后保存,其中注意事项,保存类型为:虚拟软盘映像(*.vfd),我不知道这个类型与IMG有什么区别,但是我知道这个类型得到的结果是对的。呵呵!文件名为FLOOPY,这样我们就创建了一个虚拟软盘FLOOPY.vfd
然后使用UltraEdit打开FLOOPY.vfd,由于根目录区是从第19扇区开始的,每个扇区512个字节,所以其第一个字节位于偏移19*512=9278=0x2600处,好的,现在就让我们去定位到0x2600处看看到底Directory Entry为何物?
RIVER.TXT的各项值:
在这里,我们只需要关心RIVER.TXT的DIR_FstClus,即文件的开始簇号,由于本FAT12中的BPB_SecPerClus=1,故一个簇为一个扇区,DIR_FstClus=2,意味着该文件的在数据区的起始扇区号为2。在这里需要注意的是,数据区的第一个簇的簇号是2,而不是0或者1,故该文件的数据开始于数据区的第一个簇,也就是第一个扇区。
那么数据区的第一个扇区在哪里呢?
首先计算根目录区所占有的扇区数:
RootDirSectors =((BPB_RootEntCnt*32)+(BPB_BytsPerSec-1))/BPB_BytsPerSec。
之所以分子要加上(BPB_BytsPerSec-1),是为了保证此公式在根目录区无法填满整数扇区时仍然成立。
在本例中,因为BPB_RootEntCnt=224,计算得到根目录区所占有的扇区为14个。所以
数据区开始的扇区号=根目录区开始的扇区号+14=19+14=33。
现在就让我们跳入到第33扇区的偏移量是512*33=16896=0x00004200,让我们看看这里的内容:
果然是riverriverriver。
4、FAT表
在这里,由于RIVER.TXT小于512字节,所以我们不需要FAT表就在数据区中找到了RIVER.TXT的内容,但是对于大于512字节的文件来说,就没有这么简单了,需要使用FAT表来寻找到该文件占用的所有数据区扇区。
下面让我们跳入FAT1的内容,FAT1的开始扇区号是1,故偏移为1*512=512=0x200。
一堆看不懂的符号,好像很多F。其实并不复杂,它有点像是一个位图,其中,每12位成为一个FAT项(FAT Entry),代表一个数据区中的簇。第0个和第1个FAT项始终不使用,第2个FAT项开始表示数据区的每一个簇,也就是说,第2个FAT项表示数据区第一个簇,依次类推。前文说过,数据区的第一个簇的簇号是2,和这里相呼应。
要注意,由于每一个FAT项占12位,包含一个字节和另一个字节的一般,所以觉得特别别扭。具体情况是这样的,假设连续3个字节分别是如图所示:
通常,FAT项的值代表的是文件的下一个簇号,但如果值大于或等于0xFF8,则表示当前簇已经是文件的最后一个簇了。如果值为0xFF7,表示它是一个坏簇。
文件RIVER.TXT的开始簇号为2,对应的FAT表中的值为0xFFF,表示这个簇已经是最后一个。
文件FLOWER.TXT的开始簇号为3,对应的FAT表中的值为0x004,表示文件还没有结束,下一个簇号是0x004,然后我们再看FAT表中第4个簇相对应的FAT值为0xFFF,则表示该是最后一个簇,则文件FLOWER.TXT占用第3、4簇。
如果想使文件内容分存在不连续的扇区内,有一个方法可以做到,就是先将该文件加入到软盘驱动中,然后在进行添加相同的文件,进行覆盖。当然该文件的大小必须大于512个字节。
1、突破512字节的限制
2、加载Loader进入内存
一、突破512字节的限制
一个操作系统从开机到开始运行,大致经历"引导—》加载内核入内存—》跳入保护模式—》开始执行内核"这样一个过程。也就是说,在内核开始执行之前不但要加载内核,还要准备保护模式等一系列工作,如果全部交给引导扇区来做,512字节很可能不够用,所以,不放把这个过程交给另外的模块来完成,我们把这个模块叫做Loader。引导扇区负责把Loader加载如内存并且把控制权交它,其他的工作放心地交给 Loader来做,因为它没有512字节的限制,将会灵活很多。
二、加载Loader进入内存
上一节我们已经详细介绍了FAT12文件系统的数据结构,下面我们需要思考的是两个问题:1、引导扇区通过怎样的步骤才能找到文件;2、如何能够把文件内容全都读出来并加载进入内存。
下面我们先解决第一个问题:
1、 如何读取软盘?
(1) 我们需要使用BIOS中断int 13h来读取软盘。它的用法如下表所示:
在这里我们只介绍了2种工作方式,中断int 13h还有其他的工作方式,如果需要可以自行查看内容。
(2) 由上表我们可以知道:当读取某些扇区时,需要柱面(磁道)号(ch),起始扇区号(cl),磁头号(dh)。我们如何通过计算得到这些数据呢?
(3) 现在万事俱备只欠东风了,下面我们就书写读取软盘扇区的函数ReadSector。
首先我们要知道该函数需要什么参数,这些参数存储在什么位置?
参数1:扇区号,存储在ax中
参数2:要读取扇区的个数,存储在cl中
参数3:数据缓冲区,即读取扇区数据后,将其存储在什么位置,用es:bx指向该缓冲区。
即函数的作用:从第ax个Sector开始,将cl个Sector读入es:bx中。
- <span style="font-size:18px;">;-----------------------------------------------------------------------
- ;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
- ;辟出两个字节的堆栈区间保存要读取的扇区数:byte[bp-2]
- push bp
- mov bp, sp
- sub esp, 2
- mov byte[bp-2], cl ;将参数cl,存储在byte[bp-2],将要读取扇区的个数。
- push bx ;保存bx,因为下面要使用bx进行计算。
- mov bl, [BPB_SecPerTrk] ;bl:除数=18
- ;ax存储的是扇区号,bl是每磁道扇区数,执行ax/bl=al----ah,
- ;即商y在al中,商z在ah中。
- div bl
- inc ah ;ah(z)++,即起始扇区号=z+1,
- mov cl, ah ;将ah值赋值给cl,中断int 13h中,cl保存的恰好是起始扇区号
- mov dh, al ;将al(y),赋值给dh
- shr al, 1 ;对al(y)进行右移一位,即得到柱面号=y>>1,
- mov ch, al ;然后将al赋值给ch,在中断int 13h中,ch保存着柱面(磁道)号
- and dh, 1 ;将dl(y)进行&1运算,即得到磁头号=y&1,在中断int 13h中,dh保存着
- ;磁头号
- pop bx ;恢复bx值
- ;到此为止,“柱面(磁道)号(ch),起始扇区号(cl),磁头号(dh),缓冲地址(es:bx)”全部准备就绪
- mov dl, [BS_DrvNum] ;在中断int 13中,dl保存着驱动器号。此时dl=[BS_DrvNum]=0
- .GoOnReading:
- ;下面对ah,al进行赋值,ah=2,al=要读取的扇区数,前面将参数cl存储在byte[bp-2],现在从这里重新获取
- ;并赋值给al。
- mov ah, 2
- mov al, byte[bp-2]
- ;中断int 13一切准备就绪,然后执行int 13
- 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 ;恢复堆栈
- pop bp
- ret</span><span style="font-size:16px;">
- </span>
2、 如何在软盘中寻找Loader.bin文件
(1) 结合上一节所介绍的FAT12数据结构,从中我们可以知道,要寻找一个文件,首先需要在根目录区中寻找该文件的根目录条目;然后根据根目录条目获取文件开始簇数(也就是在数据区中存储的扇区);最后读取文件内容到内存。
(2) 嗯,是的,下面就让我们来完成第一步-----在根目录区中寻找该文件的根目录条目。
让我们开始思考这个问题,
首先要知道根目录区的开始扇区号是19,也就是说从第19扇区开始,根目录区占用扇区总数为14,也就是说,如果不能发现Loader.bin,需要将14个扇区都进行查找,于是需要一个大的循环在外围,控制着扇区的读取。
紧接着,我们每读取一个扇区,一个扇区是512个字节,一个根目录条目占32个字节,故一个扇区中存在512/32=16个根目录条目,所以需要添加一个循环,控制根目录条目的变化,从0—16进行循环。
最后,针对每一个根目录条目,我们只是要比较文件名,一个根目录条目的文件名占用11个字节,所以需要对每一个字节与"LOADER BIN"中的每一个字节进行比较,所以还是要添加一个循环,来控制字符的变化,即从0—11.
用C语言来表示该问题就是:
for( i = 根目录区的起始扇区号(19); i < 根目录区占有的扇区数(14); i++) {
for( j = 0;j < 一个扇区内存储的根目录条目个数(512/32=16); j++) {
for(k =0; k < 根目录条目中文件名占用的空间(11个字符); k++) {
if(k=10)jmp LABEL_FILENAMEFOUND
if(ds:si= es:di) si++; di++;
else break;
}
}
}
(3) 下面让我们来分析代码:
首先需要介绍下面可能需要用到的几个变量值:
BaseOfLoader equ 09000h ;LOADER.BIN被加载到的位置---段地址
OffsetOfLoader equ 0100h ;LOADER.BIN被加载到的位置---偏移地址
RootDirSectors equ 14 ;根目录占用空间(BPB_RootEntCnt*32+511)/512
SectorNoOfRootDirectory equ 19 ;Root Directory 的第一个扇区号
;变量
wRootDirSizeForLoop dw RootDirSectors ;Root Directory占用的扇区数,在循环中会递减至0
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
- <span style="font-size:16px;"> </span><span style="font-size:18px;">;调用中断int 13h,实现软驱复位
- xor ah, ah
- xor dl, dl
- int 13h
- ;下面在A盘的根目录中寻找LOADER.BIN
- ;wSectorNo表示要读取的扇区号,SectorNoOfRootDirectory
- ;表示根目录区的开始扇区号=19
- mov word[wSectorNo], SectorNoOfRootDirectory
- LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN:
- ;wRootDirSizeForLoop=RootDirSectors,表示根目录占用的扇区数,即表示要读取的扇区数;也就是
- ;最外部循环中的控制变量(相当于i)。
- ;判断根目录区所有扇区是不是已经读取完毕,如果读完表示没有找到LOADER.BIN,
- ;跳入到LABEL_NO_LOADERBIN,否则,减1。
- cmp word[wRootDirSizeForLoop], 0
- jz LABEL_NO_LOADERBIN
- dec word[wRootDirSizeForLoop]
- ;为ReadSector函数准备参数,从第ax个Sector开始读,将cl个Sector读入es:bx中
- 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,表示要读取的扇区号
- mov cl, 1 ;cl表示要读取扇区个数=1
- call ReadSector
- ;调用ReadSector函数之后,es:bx将存储该扇区数据。
- mov si, LoaderFileName ;ds:si->"LOADER BIN"
- mov di, OffsetOfLoader ;es:di->BaseOfLoader:OffsetOfLoader=es:bx
- ;即es:di指向存储的该扇区数据
- cld
- ;一个扇区是512个字节,一个根目录项占32个字节,故512/32=16,因此需要比较16个根目录项的文件名,
- ;故赋值dx=16,由dx来控制循环次数
- mov dx, 10h
- LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN:
- ;判断dx是否为0,0意味着这个扇区内的所有根目录项进行比较完毕,然后跳入到下一个扇区,继续进行比较,
- ;dx=0,则跳入LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR;否则,dx--
- cmp dx, 0
- jz LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR
- dec dx
- ;一个根目录项的文件名占用11个字节,故必须对其每个字节与"LOADER BIN"一一对比
- ;故赋值cx=11,由cx来控制循环次数
- mov cx, 11
- LABEL_CMP_FILENAME:
- cmp cx, 0
- jz LABEL_FILENAME_FOUND ;如果cx=0,意味着11个字符都相等,表示找到,跳转到LABEL_FILENAME_FOUND
- dec cx ;否则,cx--
- lodsb ;ds:si->al,ds:si指向的是字符串"LOADER BIN"
- cmp al, byte[es:di] ;进行一个字符的比较,如果相等,则比较下一个字符,
- jz LABEL_GO_ON ;跳入到LABEL_GO_ON
- jmp LABEL_DIFFERENT ;只要发现有一个不相等的字符就表明本Directory Entry不是我们要
- ;找的LOADER.BIN,跳转到LABEL_DIFFERENT,进如下一个Directory Entry比较。
- LABEL_GO_ON:
- inc di ;将di++,进行一个字符的比较。
- jmp LABEL_CMP_FILENAME ;跳转到LABEL_CMP_FILENAME,继续进行文件名比较。
- LABEL_DIFFERENT:
- ;di&=E0是为了让它指向本条目开头,di初始化为某个条目开头,
- ;在比较过程中,会将它不断增1,当失败之后,必须进行重新初始化
- ;因为一个条目占用32个字节,故and di,0FFE0h add di, 20h
- ;之后,di就指向了下一个条目
- and di, 0FFE0h
- add di, 20h
- ;重新初始化si,使其指向"LOADER BIN"的开始位置
- mov si, LoaderFileName
- jmp LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN ;跳转到LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN
- LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR:
- add word[wSectorNo], 1 ;将要读取的扇区号+1,进行下一个扇区的比较
- jmp LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN ;跳转到LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN,开始一个扇区的比较
- ;如果最后没有找到"LOADER BIN",则显示“NO LOADER”字符串来表示。
- LABEL_NO_LOADERBIN:
- mov dh, 2 ;"NO LOADER"
- call DispStr ;显示字符串
- %ifdef _BOOT_DEBUG_
- mov dh, 2 ;"NO LOADER"
- call DispStr ;显示字符串
- mov ax, 4C00h
- int 21h ;没有找到LOADER.BIN,返回到DOS
- %else
- jmp $ ;没有找到LOADER.BIN,死循环在这里
- %endif
- ;如果找到"LOADER BIN",则跳转到LABEL_FILENAME_FOUNT,然后进行第二步骤,从
- ;Directory Entry中读取文件在数据区的开始簇号。
- LABEL_FILENAME_FOUND:</span><span style="font-size:16px;">
- </span>
(4) 对上面这段代码画出它的简易流程图如下:
3、 如何将Loader.bin文件加载到内存?
现在我们已经有了Loader.bin的起始扇区号,我们需要用这个扇区号来做两件事情:一件是把起始扇区装入内存,另一件则是通过它找到FAT中的项,从而找到Loader占用的其余所有扇区。
此时装入一个扇区对我们来说已经是很轻松的事了,可从FAT中找到一个项还是多少有些麻烦,下面我们就根据扇区号去FAT表中找到相应的项。在这里,将要写一个函数GetFATEntry,函数的输入就是扇区号(ax),输出则是其对应的FAT项的值(ax)。
我们一起来思考这个函数如何去实现,我们知道了扇区号x,然后我们去FAT1中寻找x所对应的FATEntry,我们已经知道一个FAT项占1.5个字节。所以我们用x*3/2=y………z,y为商(偏移量)(字节),相对于FAT1的初始位置的偏移量;Z为余数(0或者1),是判断FATEntry是奇数还是偶数,0表示偶数,1表示奇数。然后我们让y/512=m………n,m为商,n为余数,此时m为FATEntry所在的相对扇区,n为在此扇区内的偏移量(字节)。因为FAT1表前面还有1个引导扇区,所以FATEntry所在的实际扇区号为m+1。然后读取m+1和m+2两个扇区,然后在偏移n个字节处,取出FATEntry,相当于读取两个字节。此时再利用z,如果z为0的话,此FAT项为前一个字节和后一个字节的后4位,如果z为1的话,此FATEntry取前一个字节的前4位和后一个字节。
下面我们实现GetFATEntry函数,函数的输入就是扇区号,输出则是其对应的FATEntry的值。
- <span style="font-size:18px;">;-----------------------------------------------------
- ;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es:bx处,
- ; 所以函数一开始保存了es和bx
- GetFATEntry:
- push es
- push bx
- push ax
- ;在BaseOfLoader后面留出4K空间用于存放FAT
- mov ax, BaseOfLoader
- sub ax,0100h
- mov es, ax ;此时es-> (BaseOfLoader - 100h)
- pop ax ;ax存储的是要读取的扇区号
- mov byte[bOdd], 0
- ;ax是要读取的扇区号,如何获得该扇区号在FAT1中的FATEntry
- ;因为每个FATEntry占有1个半字节,所以计算ax*3/2,找到该FATEntry所在FAT1中的偏移量
- mov bx, 3
- mul bx
- mov bx, 2
- div bx
- ;ax*3/2=ax...dx,商为ax表示该FATEntry在FAT1中的偏移量,dx的值为(0或者1),
- ;0表示该FATEntry为偶数,1表示该FATEntry为奇数,
- cmp dx, 0
- jz LABEL_EVEN
- ;我们使用byte[bOdd]来保存dx的值,也就是该FATEntry是奇数项还是偶数项。
- mov byte[bOdd], 1
- LABEL_EVEN:
- xor dx, dx
- ;此时ax中保存着FATEntry在FAT1中的偏移量,下面来计算FATEntry
- ;在哪个个扇区中(FAT1占用9个扇区)。
- ;ax/BPB_BytsPerSec=ax/512=ax...dx,商ax存储着该FATEntry所在FAT1表的第几个扇区,
- ;余数dx保存着该FATEntry在该扇区内的偏移量。
- mov bx, [BPB_BytsPerSec]
- div bx
- push dx ;将dx存储在堆栈中.
- mov bx, 0 ;es:bx=(BaseOfLoader-100):00=(BaseOfLoader-100h)*10h
- ;我们知道ax是FATEntry所在FAT1中的相对扇区,而FATEntry所在的实际扇区,需要加上
- ;FAT1表的开始扇区号,即加1,之后ax就是FATEntry所在的实际扇区
- add ax, SectorNoOfFAT1
- mov cl, 2
- ;读取FATEntry所在的扇区,一次读2个,避免在边界发生错误,
- ;因为一个FATEntry可能跨越两个扇区
- call ReadSector
- ;从堆栈中弹出dx,FATEntry所在扇区的偏移量,将其与bx相加,此时es:bx指向的是该FATEntry所占用
- ;的两个字节空间
- pop dx
- add bx, dx
- ;读取该FATEntry
- mov ax, [es:bx]
- ;下面是对bOdd进行判断,如果其为0,则表示FATEntry为偶数,此时需要取byte1和byte2的后4位,
- ;由于在80x86下,从内存中读取数据之后,byte2在前,byte1在后。
- ;所以当FATEntry为偶数时,需要将ax&0FFF,将byte2的前4位置0.
- ;反之,如果bOdd为1,则表示FATEntry为奇数,此时需要取得byte1中的前4位和byte2.
- ;所以,需要将ax右移4位,将byte1的后四位移除。
- cmp byte[bOdd], 1
- jnz LABEL_EVEN_2
- shr ax, 4
- LABEL_EVEN_2:
- and ax, 0FFFh
- ;此时ax存储的是FATEntry的值
- LABEL_GET_FAT_ENTRY_OK:
- pop bx
- pop es
- ret
- ;--------------------------------------------------------------------</span><span style="font-size:16px;">
- </span>
下面我们开始加载Loader.bin进入内存。
首先我们从根目录区中的Loader.bin的条目,获取文件的起始扇区号,然后加上BPB_RsrvSecCnt+BPB_FATSz16*2-2+RootDirSectors=1+(9*2)+14-2=31,,其中DeltaSectorNo=BPB_RsrvSecCnt+BPB_FATSz16*2-2=17。得到的结果才是文件的实际的起始扇区。获得起始扇区后,我们就可以调用ReadSector来读取扇区了。然后从FAT1表中获取FATEntry的值,判断是否为0FFFh,如果是,结束加载;如果不为0FFFh,意味着该文件没有读取完成,需要读取下一个扇区,此时的FATEntry的值,就是下一个扇区号,再将其转换为实际扇区号,再进行读取。
下面是函数的实现和注释
- <span style="font-size:18px;">LABEL_FILENAME_FOUND: ;找到了LOADER.BIN后便来到这里继续
- mov ax, RootDirSectors ;根目录区所占用扇区数=14
- and di, 0FFE0h ;di->当前Directory Entry的开始位置
- add di, 01Ah ;di->此条目对应的开始簇号,DIR_FstClus
- mov cx, word[es:di] ;将开始簇号存储在寄存器cx中
- push cx ;将cx入栈
- ;实现cx+RootDirSectors+DeltaSectorNo之后,此时cx保存着文件的实际开始扇区号,
- ;即数据区内的扇区
- add cx, ax
- add cx, DeltaSectorNo
- mov ax, BaseOfLoader
- mov es, ax
- mov bx, OffsetOfLoader ;es:bx=BaseOfLoader:OffsetOfLoader
- mov ax, cx ;ax表示要读取的扇区号
- LABEL_GOON_LOADING_FILE:
- push ax
- push bx
- mov ah, 0Eh
- mov al, '.'
- mov bl, 0Fh
- int 10h
- pop bx
- pop ax
- ;每读一个扇区就在”Booting “后面打一个点,形成这样的效果:Booting......
- ;继续为ReadSector函数的参数做准备,cl=1,表示要读取一个扇区
- mov cl, 1
- call ReadSector
- pop ax ;读完一个扇区之后,然后重新读取此Sector在FAT中的序号
- call GetFATEntry
- cmp ax, 0FFFh
- jz LABEL_FILE_LOADED
- ;如果读取的FAT值为FFF,表示该扇区为该文件的最后一个扇区,
- ;因此结束加载,也就是加载成功
- ;如果读取的FAT表中的值不是FFF,则表示还有扇区,故保存下一个扇区序号
- push ax
- mov dx, RootDirSectors
- add ax, dx
- add ax, DeltaSectorNo
- add bx, [BPB_BytsPerSec]
- ;为call ReadSector的参数做准备,es:bx表示要缓存的地址,
- ;ax表示要读取的扇区号=DirEntry中的开始Sector号+根目录占用Sector数目+DeltaSectorNo
- ;进入下一次循环。
- jmp LABEL_GOON_LOADING_FILE
- LABEL_FILE_LOADED:
- mov dh, 1 ;"Ready."
- call DispStr ;显示字符串
- 一个操作系统的实现(6):加载Loader.bin
- 《一个操作系统的实现》笔记(4)-- Boot&Loader
- 全面剖析《自己动手写操作系统》第四章---加载Loader.bin
- 全面剖析《自己动手写操作系统》第四章---加载Loader.bin
- 加载Loader.bin
- <<orange‘s :一个操作系统的实现>>读书笔记(3)-loader
- 操作系统的 (program)loader(程序加载器)
- 操作系统之loader的实现
- 操作系统之loader的实现
- 一个操作系统的实现--从loader到内核和扩充内核的错误兼参考指令
- 一个操作系统的实现
- 实现一个简单的Boot loader
- 一个网络图片下载loader的实现
- 《一个操作系统的实现》(二):使用Bochs调试操作系统
- 30天自制操作系统 (一个操作系统的实现)
- 《一个操作系统的实现》笔记(6)--进程
- 《一个操作系统的实现》学习笔记6
- 一个操作系统的实现(8):进程
- linux下ip协议(V4)的实现(二)
- 努力吧,现在也不晚
- firefly框架分析之netconnect package(二)
- 图解SQL的inner join、left join、right join、full outer join、union、union all的区别
- Trac--用户管理(安装用户注册及登录插件模块)
- 一个操作系统的实现(6):加载Loader.bin
- linux下ip协议(V4)的实现(三)
- linux GDB详解
- QT 简单应用计算俩个数
- JDBCTEMPLATE
- mysql 的卸载后再次安装,以前的mysql服务还在的问题原因和解决办法
- linux下ip协议(V4)的实现(四)
- Oracle delete truncate drop 的区别
- 实用make最佳实践