王爽汇编语言课程设计2

王爽汇编语言 第二版 课程设计2

编写一个可以自行启动的计算机，不需要在现有操作系统环境中运行的程序

一、相关资料

系统启动初始化完成后最终调用19h，该中断读取软盘的第一扇区或硬盘的第一扇区到0:7c00开始的512个字节的内存空间中，并将cs:ip指向0:7c00执行。

更详细参考王爽汇编语言第二版，课程设计2，p.312

二、设计思路

将安装程序分为三个段，

1、第一个段为安装程序，负责将第二个段写入第一扇区，第三个段写入2-17扇区；

2、第二个段是主引导程序，存在于软盘第一扇区，由BIOS的19h中断读取到0:7c00开始的内存单元中，并执行0:7c00的第一行代码。这一段的任务是将软盘2-17扇区的数据读入内存，并执行。（这里读入到了2000：0开始的内存中）

3、第三个段是系统程序，存放所有引导所需的程序和子程序

三、详细设计

assume cs:setupsg

;安装程序
;将引导所需的程序写入到软盘
setupsg segment
assume cs:setupsg
setup:
;主引导程序安装到第一扇区
mov ax,initsg
mov es,ax
mov bx,0

mov al,1
mov ch,0
mov cl,1
mov dl,0
mov dh,0

mov ah,3
int 13h

;子程序安装到从第2扇区开始的扇区
mov ax,syssg
mov es,ax
mov al,15
mov cl,2

mov ah,3
int 13h

;安装结束，返回
mov ax,4c00h
int 21h

setupsg ends

;主引导程序
;包含所有子程序的直接定址表，扇区加载程序，菜单
initsg segment
assume cs:initsg
init:
call loadsys

mov ax,2000h
push ax
mov ax,0
push ax
retf

loadsys:
mov ax,2000h  ;软盘数据读取到2000:0
mov es,ax
mov bx,0

mov al,15  ;读取的扇区数
mov ch,0  ;0磁道
mov cl,2  ;2扇区
mov dl,0  ;0号驱动器
mov dh,0  ;0面

mov ah,2
int 13h

ret

initsg ends

;子程序
;包含所有菜单需要调用的子过程
syssg segment
assume cs:syssg

;菜单显示功能
menu:
jmp near ptr menushow
menudata dw offset md0,offset md1,offset md2,offset md3,offset md4,offset md5
md0 db "------ welcome ------",0
md1 db "1) reset pc",0
md2 db "2) start system",0
md3 db "3) clock",0
md4 db "4) set clock",0
md5 db "copyright @ 2010 Shiying,Inc.All rights reserved.",0
systable dw sys_restart,sys_disksys,sys_showclock,sys_setclock
menushow:
mov dh,5
mov dl,30
mov bp,0
mov ax,cs
mov ds,ax
mov cx,5
menushow_s:
push cx
mov si,menudata[bp]
mov cl,02h
call sys_showstr
add bp,2
add dh,2
pop cx
loop menushow_s
mov si,offset md5
mov dh,23
mov dl,28
mov cl,02h
call sys_showstr

;处理用户输入
sys_input:
mov ah,0
int 16h
mov bx,0
mov bl,al
mov al,30h
sub bl,al ;ascii转换为序列号
sub bl,1 ;1-4转换为0-3

cmp bx,0
jb cycle
cmp bx,3
ja cycle
add bx,bx
call word ptr systable[bx]  ;调用菜单功能

cycle:
jmp short sys_input

;重启计算机
sys_restart:
mov ax,0ffffh
push ax
mov ax,0h
push ax
retf

;从硬盘引导
sys_disksys:
call cls

mov ax,0h  ;硬盘数据读取到0:7c00
mov es,ax
mov bx,7c00h

mov al,1  ;读取的扇区数
mov ch,0  ;0磁道
mov cl,1  ;1扇区
mov dl,80h  ;c盘
mov dh,0  ;0面

mov ah,2
int 13h

mov ax,0h
push ax
mov ax,7c00h
push ax
retf

;显示时钟
sys_showclock:
call cls
jmp short clockread
clockdata:
clockstr dw offset cl1,offset cl2,offset cl3
clockcolor db 02h
cl1 db '00/00/00 00:00:00',0
cl2 db 'press ESC return menu!',0
cl3 db 'press F1 change color!',0
cltable db 9,8,7,4,2,0
clockread:
mov si,0        ;si指向'yy/mm/dd hh:mm:ss'的首地址
mov di,0        ;di指向9,8,7,4,2,0的首地址
mov cx,6        ;循环次数
clockread_s:
push cx
mov al,cltable[di]    ;从CMOS中读出年份的BCD码
out 70h,al
in al,71h
mov ah,al        ;al中位读出的数据
mov cl,4
shr ah,cl        ;ah中为年份的十位数
and al,00001111b    ;al中为年份的个位数
add ah,30h        ;把数值转换为对应的ASCII码
add al,30h        ;同上
mov byte ptr cl1[si],ah    ;把读出的时间写入
mov byte ptr cl1[si+1],al
add si,3
inc di
pop cx
loop clockread_s
clockprint:
mov dh,6
mov dl,30
mov bp,0
mov ax,cs
mov ds,ax
mov cx,3
clockprint_s:
push cx
mov si,clockstr[bp]
mov cl,clockcolor[0]  ;将颜色值赋值给cl
call sys_showstr
add bp,2
add dh,2
pop cx
loop clockprint_s
mov ah,1 ;调用16h中断的1号功能（非阻塞）
int 16h
cmp al,1bh ;判断是否为ESC
je clockreturn ;若是ESC，回到菜单
cmp ah,3bh ;判断是否为F1
je changecolor
jmp short clockread
clockreturn:
call cls
mov ah,0    ;16h中断的1号功能不会清除键盘缓冲区，下次读取还会读出
int 16h     ;调用0号功能清除一次
jmp near ptr menu
changecolor:
inc clockcolor
mov ah,0    ;16h中断的1号功能不会清除键盘缓冲区，下次读取还会读出
int 16h     ;调用0号功能清除一次
jmp near ptr clockread

;设置时钟
sys_setclock:
jmp short setclock
setclockdata db 'Please input time like "yy/mm/dd hh:mm:ss"',0
setsuccess   db  'Set clock successful! Press any key return...',0
setclock:
call cls
mov dh,6
mov dl,20
mov cl,02h
mov ax,cs
mov ds,ax
mov si,offset setclockdata
call sys_showstr
call getstr
call settime
mov dh,10
mov dl,20
mov cl,02h
mov ax,cs
mov ds,ax
mov si,offset setsuccess
call sys_showstr
mov ah,0
int 16h
call cls
jmp near ptr menu

;ds:si指向时间字符串
settime:
jmp short seting
settable db 9,8,7,4,2,0
seting:
mov bx,0
mov cx,6
settime_s:
mov dh,ds:[si]
inc si
mov dl,ds:[si]
add si,2
mov al,30h
sub dl,al
sub dh,al
shl dh,1
shl dh,1
shl dh,1
shl dh,1
or dl,dh
mov al,settable[bx]
out 70h,al
mov al,dl
out 71h,al
inc bx
loop settime_s
ret

;子程序：接收字符串
getstr:
push ax
getstrs:
mov ah,0
int 16h
cmp al,20h
jb nochar
mov ah,0
call charstack
mov ah,2
mov dh,8
mov dl,25
call charstack
jmp getstrs
nochar:
cmp ah,0eh
je backspace
cmp ah,1ch
je enter
jmp getstrs
backspace:
mov ah,1
call charstack
mov ah,2
call charstack
jmp getstrs
enter:
mov al,0
mov ah,0
call charstack
mov ah,2
call charstack
pop ax
ret

;子程序：字符串入栈，出栈和显示
;参数：(ah)=功能号，0入栈，1出栈，2显示
;  ds:si指向字符栈空间，对于0号功能，(al)表示入栈字符
;  1号功能，(al)返回的字符，对于2号功能，(dh)(dl)字符串在屏幕显示的行列位置
charstack:
jmp short charstart
table dw charpush,charpop,charshow
top  dw 0
charstart:
push bx
push dx
push di
push es
cmp ah,2
ja sret
mov bl,ah
mov bh,0
add bx,bx
jmp word ptr table[bx]
charpush:
mov bx,top
mov [si][bx],al
inc top
jmp sret
charpop:
cmp top,0
je sret
dec top
mov bx,top
mov al,[si][bx]
jmp sret
charshow:
mov bx,0b800h
mov es,bx
mov al,160
mov ah,0
mul dh
mov di,ax
add dl,dl
mov dh,0
add di,dx
mov bx,0
charshows:
cmp bx,top
jne noempty
mov byte ptr es:[di],' '
mov byte ptr es:[di+1],02h
jmp sret
noempty:
mov al,[si][bx]
mov es:[di],al
mov byte ptr es:[di+2],' '
mov byte ptr es:[di+1],02h
inc bx
add di,2
jmp charshows
sret:
pop es
pop di
pop dx
pop bx
ret

;显示0结尾的字符串
;参数：dh=行号，dl=列号，cl=颜色，ds:si指向字符串首地址
sys_showstr:
push ax
push cx
push dx
push si
push bp
push es
mov ax,0b800h
mov es,ax
mov al,80*2 ;80*2*行号
mul dh
mov dh,0
add dx,dx ;列号*2
add ax,dx
mov bp,ax
showstr_s:
mov ch,ds:[si]
cmp ch,0
je showstr_return
mov es:[bp],ch
inc bp
mov es:[bp],cl
inc bp
inc si
jmp short showstr_s
showstr_return:
pop es
pop bp
pop si
pop dx
pop cx
pop ax
ret

;清屏
cls:
mov ax,0b800h
mov ds,ax
mov bx,0
mov cx,24*80*2
cls_s:
mov byte ptr ds:[bx],0
add bx,2
loop cls_s
mov bx,1
resetcol:
mov byte ptr ds:[bx],07h
add bx,2
loop resetcol
ret

syssg ends

;安装过程的第一行指令
end setup

四、测试过程

1、测试工具

测试使用Sun VirtualBox虚拟机和仿真虚拟软驱（http://download.csdn.net/source/2209509）

a）安装仿真虚拟软驱以后，我的电脑中会模拟出一个本地磁盘A，可以像真的软盘一样对其进行读写等

b）在windows命令行下对程序进行编译连接，执行后引导代码写入到软盘中

c）新建一个虚拟机，使用软盘A引导，启动虚拟机