linux kernel 0.11 bootsect
2015-08-23 11:54
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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
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 (16 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) 1991 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 8*65536 bytes long. This should be no ! problem, even in the future. I want to keep it simple. This 512 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 (!= 0), nothing is done and the given device is used. ! Otherwise, either /dev/PS0 (2,28) or /dev/at0 (2,8), depending ! on the number of sectors that the BIOS reports currently. seg cs mov ax,root_dev cmp ax,#0 jne root_defined seg cs mov bx,sectors mov ax,#0x0208 ! /dev/ps0 - 1.2Mb cmp bx,#15 je root_defined mov ax,#0x021c ! /dev/PS0 - 1.44Mb cmp bx,#18 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 0,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 1+SETUPLEN ! sectors read of current track ! 开始读取system在磁盘的开始扇区标号 ! 1: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 0 ! current head track: .word 0 ! 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,#9 ! 逻辑左移指令 cx=cx*512 add cx,bx jnc ok2_read je ok2_read xor ax,ax sub ax,bx shr ax,#9 ok2_read: call read_track mov cx,ax add ax,sread seg cs cmp ax,sectors jne ok3_read mov ax,#1 sub ax,head jne ok4_read inc track ok4_read: mov head,ax xor ax,ax ok3_read: mov sread,ax shl cx,#9 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,#0 and dx,#0x0100 mov ah,#2 int 0x13 jc bad_rt pop dx pop cx pop bx pop ax ret bad_rt: mov ax,#0 mov dx,#0 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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