linux kernel 0.11 bootsect
bootsect作用
①将自己移动到0x90000处
②将setup从磁盘读到0x90200处
③将system从磁盘读到0x10000处
寄存器
汇编代码中存在:数据段data seg 栈段 stack seg
汇编代码中的寄存器概念:
第一组:
DS:数据段寄存器 ES:额外数据段寄存器
SS:栈段寄存器
SI:源索引寄存器 DI:目的索引寄存器
通常 DS:SI和ES:DI配对时通常用来执行一些数据段字符串操作.
SI和DI两个寄存器叫做索引寄存器, 这两个寄存器通常用来处理数组或字符串.
第二组:
BP(base pointer), SP(Stack Pointer), 和IP(Instriction pointer)叫做指针寄存器.
BP:基指针 SP:栈指针 IP:指令指针
通常BP用来保存使用局部变量的地址.
SP用来指向当前的栈. 尽管SP可以被很容易地修改, 你还是一定要非常小心. 因为如果这个寄存器搞错了, 你的程序就毁了.
IP用来指示当前运行程序的当前指针. 通常和CS一起使用, IP是不允许修改的.
中断
系统中断分为BIOS中断和系统中断。所以就存在两个中断向量表。
其中BIOS中断的int 0x13是磁盘I/O中断。
汇编中的字符串操作
(1) lodsb、lodsw:把DS:SI指向的存储单元中的数据装入AL或AX,然后根据DF标志增减SI(CLD递增, STD递减)
(2) stosb、stosw:把AL或AX中的数据装入ES:DI指向的存储单元,然后根据DF标志增减DI(CLD递增, STD递减)
(3) movsb、movsw:把DS:SI指向的存储单元中的数据装入ES:DI指向的存储单元中,然后根据DF标志分别增减SI和DI
(4) scasb、scasw:把AL或AX中的数据与ES:DI指向的存储单元中的数据相减,影响标志位,然后根据DF标志分别增减SI和DI
(5) cmpsb、cmpsw:把DS:SI指向的存储单元中的数据与ES:DI指向的存储单元中的数据相减,影响标志位,然后根据DF标志分别增减SI和DI
(6) rep:重复其后的串操作指令。重复前先判断CX是否为0,为0就结束重复,否则CX减1,重复其后的串操作指令。 主要用在MOVS和STOS前。一般不用在LODS前。
上述指令涉及的寄存器:段寄存器DS和ES、变址寄存器SI和DI、累加器AX、计数器CX
涉及的标志位:DF、AF、CF、OF、PF、SF、ZF
搬移字串指令有两种,分别是 MOVSB 和 MOVSW,先说 MOVSB。MOVSB 的英文是 move string byte,意思是搬移一个字节,它是把 DS:SI 所指地址的一个字节搬移到 ES:DI 所指的地址上,搬移后原来的内容不变,但是原来 ES:DI 所指的内容会被覆盖而且在搬移之后SI 和 DI 会自动地址向下一个要搬移的地址。
一般而言,通常程序设计师一般并不会只搬一个字节,通常都会重复许多次,如果要重复的话,就得把重复次数 ( 也就是字串长度 ) 先记录在 CX 寄存器,并且在 MOVSB 之前加上 REP 指令,REP 是重复 (repeat) 的意思。这种写法很是奇怪,一般而言汇编语言源文件的每一行都只有一个指令,但 REP MOVSB 却可以在同一行写两个指令,当然分开写也是一样的。
1、操作指令功能
移动 movsb, movsw, movsd 从 ESI 指向的内存位置向 EDI 指向的内存位置拷贝数据
比较 cmpsb, cmpsw, cmpsd 把 ESI 指向内存位置的数据和 EDI 指向内存位置拷的数据比较(ESI,EDI都指向相匹配元素的后面的那个元素)
搜索 scasb, scasw, scasd 把 al/ax/eax 中的数据与 EDI 寻址的内存数据比较(EDI指向查找到的元素的后面的那个元素)
储存 stosb, stosw, stosd 把 al/ax/eax 中的数据保存在 EDI 寻址的内存单元
加载 lodsb, lodsw, lodsd 把 ESI 寻址的内存数据加载到 al/ax/eax 中
2、重复执行前缀
rep 当 ecx>0 时重复
repe, repz 当 ecx>0 ,且 ZF==1 时重复(只用在比较和搜索中)
repne,repnz 当 ecx>0 ,且 ZF==0 时重复(只用在比较和搜索中)
3、重复执行方向
cld 清除 DF 标志,ESI 和 EDI 递增
std 设置 DF 标志,ESI 和 EDI 递减
4、字符操作指令格式
方向 cld, std
数据来源 esi,al/ax/eax
数据目的 edi,al/ax/eax
循环次数 ecx
重复前缀 操作指令 rep, repe, repne movsb, cmpsb, scasb, stosb, lodsb
bootsect源代码注释
!
! SYS_SIZE is the number of clicks ( bytes) to be loaded.
! 0x3000 is 0x30000 bytes = 196kB, more than enough for current
! versions of linux
!
SYSSIZE = 0x3000 !system模块的大小
!
! bootsect.s (C) Linus Torvalds
!
! bootsect.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves
! iself out of the way to address 0x90000, and jumps there.
!
! It then loads 'setup' directly after itself (0x90200), and the system
! at 0x10000, using BIOS interrupts.
!
! NOTE! currently system is at most * bytes long. This should be no
! problem, even in the future. I want to keep it simple. This kB
! kernel size should be enough, especially as this doesn't contain the
! buffer cache as in minix
!
! The loader has been made as simple as possible, and continuos
! read errors will result in a unbreakable loop. Reboot by hand. It
! loads pretty fast by getting whole sectors at a time whenever possible. .globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss !全局标识符
.text !文本段
begtext:
.data !数据段
begdata:
.bss !堆栈段
begbss:
.text SETUPLEN = 4 ! nr of setup-sectors setup程序的扇区数
BOOTSEG = 0x07c0 ! original address of boot-sector
INITSEG = 0x9000 ! we move boot here - out of the way
SETUPSEG = 0x9020 ! setup starts here
SYSSEG = 0x1000 ! system loaded at 0x10000 (65536).
ENDSEG = SYSSEG + SYSSIZE ! where to stop loading
! 从0x10000加载system模块,大小为
! ROOT_DEV: 0x000 - same type of floppy as boot.
! 0x301 - first partition on first drive etc
ROOT_DEV = 0x306 !根文件系统的在第二盘第一分区上 entry start !连接程序从start处开始执行
start:
! 47--56 行作用是将自身(bootsect) 从目前段位置 0x07c0(31k)
! 移动到 0x9000(576k)处,共 256 字(512 字节),然后跳转到
! 移动后代码的 go 标号处,也即本程序的下一语句处。
mov ax,#BOOTSEG
mov ds,ax ! ds=07c0
mov ax,#INITSEG
mov es,ax ! es=9000
mov cx,#256 ! cx=256=bootsect大小
sub si,si
sub di,di
rep ! rep movb或rep movw根据cx的值,重复执行串传送指令
movw ! movw,串传送指令,将ds:si指向的内存单元的字数据送入到es:di中,将si和di增2
jmpi go,INITSEG ! jmp是段内跳转指令,而jmpi是段间跳转指令,所以需要提供段地址(第二个操作数)。
! 即jmpi的第一个操作数是段内偏移地址;第二个是跳转到的段地址。
go: mov ax,cs ! CS存放指令的段地址,此时已经为9000,IP存放指令的偏移地址。
mov ds,ax ! 将ds es ss指向新的代码段
mov es,ax ! 因为程序设计堆栈操作,所以必须设置堆栈
! put stack at 0x9ff00.
mov ss,ax
mov sp,#0xFF00 ! arbitrary value >>512
! ?
! 栈指针指向9ff00处,因为90200处放setup,setup大约占4个扇区
! 所以sp指向,(200+200*4+堆栈大小)之外
! load the setup-sectors directly after the bootblock.
! Note that 'es' is already set up. load_setup: ! cs指令的段基址+ip就指向了这里。
! 68--77 行的用途是利用 BIOS 中断 INT 0x13 将 setup 模块从磁盘第 2 个扇区
! 开始读到 0x90200 开始处,共读 4 个扇区。如果读出错,则复位驱动器,并
! 重试,没有退路。INT 0x13 的使用方法如下:
! 读扇区:
! ah = 0x02 - 读磁盘扇区到内存;al = 需要读出的扇区数量;
! ch = 磁道(柱面)号的低 8 位; cl = 开始扇区(0-5 位),磁道号高 2 位(6-7);
! dh = 磁头号; dl = 驱动器号(如果是硬盘则要置位 7);
! es:bx 指向数据缓冲区; 如果出错则 CF 标志置位。
! INT 13h / AH = 02h - read disk sectors into memory.
! input:
! AL = number of sectors to read/write (must be nonzero)
! CH = cylinder number (0..79).
! CL = sector number (1..18).
! DH = head number (0..1).
! DL = drive number (0..3 , depends on quantity of FLOPPY_? files).
! ES:BX points to data buffer.
! return:
! CF set on error.
! CF clear if successful.
! AH = status (0 - if successful).
! AL = number of sectors transferred.
! Note: each sector has 512 bytes.
! 将从0磁道第二2扇区开始,读取4个扇区的数据到ES:BX指定的内存中。
mov dx,#0x0000 ! drive 0, head 0 dx=dl+dh
mov cx,#0x0002 ! sector 2, track 0 cx=cl+ch
mov bx,#0x0200 ! address = 512, in INITSEG es+bx=090200,
mov ax,#0x0200+SETUPLEN ! service 2, nr of sectors 读磁盘的位置+读取的扇区数目
int 0x13 ! read it 产生中断,AH为入口参数,将数据读入,读取完毕!加载setup完毕!
jnc ok_load_setup ! ok - continue 跳转 有添加跳转,如果中断操作成功,则输出system loading....
mov dx,#0x0000 ! 否则复位磁盘,重新读取setup模块
mov ax,#0x0000 ! reset the diskette 复位磁盘
int 0x13
j load_setup ! 无条件跳转 ok_load_setup: !? ! Get disk drive parameters, specifically nr of sectors/track mov dl,#0x00
mov ax,#0x0800 ! AH=8 is get drive parameters
int 0x13
mov ch,#0x00
seg cs
mov sectors,cx
mov ax,#INITSEG
mov es,ax ! Print some inane message mov ah,#0x03 ! read cursor pos
xor bh,bh
int 0x10 mov cx,#24
mov bx,#0x0007 ! page 0, attribute 7 (normal)
mov bp,#msg1 ! 显示加载system
mov ax,#0x1301 ! write string, move cursor
int 0x10 ! ok, we've written the message, now
! we want to load the system (at 0x10000) mov ax,#SYSSEG
mov es,ax ! segment of 0x010000
call read_it !子程序调用,读取system,es为参数
call kill_motor ! After that we check which root-device to use. If the device is
! defined (!= ), nothing is done and the given device is used.
! Otherwise, either /dev/PS0 (,) or /dev/at0 (,), depending
! on the number of sectors that the BIOS reports currently. seg cs
mov ax,root_dev
cmp ax,#
jne root_defined
seg cs
mov bx,sectors
mov ax,#0x0208 ! /dev/ps0 - .2Mb
cmp bx,#
je root_defined
mov ax,#0x021c ! /dev/PS0 - .44Mb
cmp bx,#
je root_defined
undef_root:
jmp undef_root
root_defined:
seg cs
mov root_dev,ax ! after that (everyting loaded), we jump to
! the setup-routine loaded directly after
! the bootblock: jmpi ,SETUPSEG ! This routine loads the system at address 0x10000, making sure
! no 64kB boundaries are crossed. We try to load it as fast as
! possible, loading whole tracks whenever we can.
!
! in: es - starting address segment (normally 0x1000)
!
sread: .word +SETUPLEN ! sectors read of current track
! 开始读取system在磁盘的开始扇区标号
! :bootsect mbr主引导扇区
! SETUPLEN:setup所占的扇区数
!sread:读取system开始的扇区数
head: .word ! current head
track: .word ! current track read_it:
mov ax,es
test ax,#0x0fff ! 0x1000&&0x0ffff
die: jne die ! es must be at 64kB boundary 如果不在0x10000处,则进入死循环
xor bx,bx ! bx is starting address within segment
rp_read:
mov ax,es
cmp ax,#ENDSEG ! have we loaded all yet?
jb ok1_read ! 如果未结束,继续读取
ret
ok1_read:
seg cs ! 不想使用默认的段地址寄存器,那么你可以强制指定一个段地址寄存器
mov ax,sectors ! 读取磁道的扇区数
sub ax,sread ! 减去已读的磁道扇区数
mov cx,ax ! cx=未读的扇区数
shl cx,# ! 逻辑左移指令 cx=cx*
add cx,bx
jnc ok2_read
je ok2_read
xor ax,ax
sub ax,bx
shr ax,#
ok2_read:
call read_track
mov cx,ax
add ax,sread
seg cs
cmp ax,sectors
jne ok3_read
mov ax,#
sub ax,head
jne ok4_read
inc track
ok4_read:
mov head,ax
xor ax,ax
ok3_read:
mov sread,ax
shl cx,#
add bx,cx
jnc rp_read
mov ax,es
add ax,#0x1000
mov es,ax
xor bx,bx
jmp rp_read read_track:
push ax
push bx
push cx
push dx
mov dx,track
mov cx,sread
inc cx
mov ch,dl
mov dx,head
mov dh,dl
mov dl,#
and dx,#0x0100
mov ah,#
int 0x13
jc bad_rt
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
ret
bad_rt: mov ax,#
mov dx,#
int 0x13
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
jmp read_track !/*
! * This procedure turns off the floppy drive motor, so
! * that we enter the kernel in a known state, and
! * don't have to worry about it later.
! */
kill_motor:
push dx
mov dx,#0x3f2
mov al,#0
outb
pop dx
ret sectors:
.word 0 msg1:
.byte 13,10
.ascii "Loading system ..."
.byte 13,10,13,10 .org 508
root_dev:
.word ROOT_DEV
boot_flag:
.word 0xAA55 .text
endtext:
.data
enddata:
.bss
endbss:
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