这段程序是Linux操作系统启动boot程序，其思想原理可参看本人翻译的《Linux内核漫游》一篇。

　　

　　中文注释：赵炯 gohigh@shtdu.edu.cn www.freedove.com

　　

　　! bootsect.s (c) 1991, 1992 Linus Torvalds 版权所有

　　! Drew Eckhardt修改过

　　! Bruce Evans (bde)修改过

　　!

　　! bootsect.s 被bios-启动子程序加载至0x7c00 (31k)处，并将自己

　　! 移到了地址0x90000 (576k)处，并跳转至那里。

　　!

　　! bde - 不能盲目地跳转，有些系统可能只有512k的低

　　! 内存。使用中断0x12来获得(系统的)最高内存、等。

　　!

　　! 它然后使用BIOS中断将setup直接加载到自己的后面(0x90200)(576.5k)，

　　! 并将系统加载到地址0x10000处。

　　!

　　! 注意! 目前的内核系统最大长度限制为(8*65536-4096)(508k)字节长，即使是在

　　! 将来这也是没有问题的。我想让它保持简单明了。这样508k的最大内核长度应该

　　! 是足够了，尤其是这里没有象minix中一样包含缓冲区高速缓冲(而且尤其是现在

　　! 内核是压缩的 :-)

　　!

　　! 加载程序已经做的尽量地简单了，所以持续的读出错将导致死循环。只能手工重启。

　　! 只要可能，通过一次取得整个磁道，加载过程可以做的很快的。

　　

　　#include /* 为取得CONFIG_ROOT_RDONLY参数 */

　　!! config.h中(即autoconf.h中)没有CONFIG_ROOT_RDONLY定义!!!?

　　

　　#include

　　

　　.text

　　

　　SETUPSECS = 4 ! 默认的setup程序扇区数(setup-sectors)的默认值;

　　

　　BOOTSEG = 0x7C0 ! bootsect的原始地址;

　　

　　INITSEG = DEF_INITSEG ! 将bootsect程序移到这个段处(0x9000) - 避开;

　　SETUPSEG = DEF_SETUPSEG ! 设置程序(setup)从这里开始(0x9020);

　　SYSSEG = DEF_SYSSEG ! 系统加载至0x1000(65536)(64k)段处;

　　SYSSIZE = DEF_SYSSIZE ! 系统的大小(0x7F00): 要加载的16字节为一节的数;

　　!! 以上4个DEF_参数定义在boot.h中:

　　!! DEF_INITSEG 0x9000

　　!! DEF_SYSSEG 0x1000

　　!! DEF_SETUPSEG 0x9020

　　!! DEF_SYSSIZE 0x7F00 (=32512=31.75k)*16=508k

　　

　　! ROOT_DEV & SWAP_DEV 现在是由"build"中编制的;

　　ROOT_DEV = 0

　　SWAP_DEV = 0

　　#ifndef SVGA_MODE

　　#define SVGA_MODE ASK_VGA

　　#endif

　　#ifndef RAMDISK

　　#define RAMDISK 0

　　#endif

　　#ifndef CONFIG_ROOT_RDONLY

　　#define CONFIG_ROOT_RDONLY 1

　　#endif

　　

　　! ld86 需要一个入口标识符，这和通常的一样;

　　.globl _main

　　_main:

　　#if 0 /* 调试程序的异常分支，除非BIOS古怪（比如老的HP机）否则是无害的 */

　　int 3

　　#endif

　　mov ax,#BOOTSEG !! 将ds段寄存器置为0x7C0;

　　mov ds,ax

　　mov ax,#INITSEG !! 将es段寄存器置为0x9000;

　　mov es,ax

　　mov cx,#256 !! 将cx计数器置为256(要移动256个字, 512字节);

　　sub si,si !! 源地址 ds:si=0x07C0:0x0000;

　　sub di,di !! 目的地址es:di=0x9000:0x0000;

　　cld !! 清方向标志;

　　rep !! 将这段程序从0x7C0:0(31k)移至0x9000:0(576k)处;

　　movsw !! 共256个字(512字节)(0x200长);

　　jmpi go,INITSEG !! 间接跳转至移动后的本程序go处;

　　

　　! ax和es现在已经含有INITSEG的值(0x9000);

　　

　　go: mov di,#0x4000-12 ! 0x4000(16k)是>=bootsect + setup 的长度 +

　　! + 堆栈的长度 的任意的值;

　　! 12 是磁盘参数块的大小 es:di=0x94000-12=592k-12;

　　

　　! bde - 将0xff00改成了0x4000以从0x6400处使用调试程序(bde)。如果

　　! 我们检测过最高内存的话就不用担心这事了，还有，我的BIOS可以被配置为将wini驱动表

　　! 放在内存高端而不是放在向量表中。老式的堆栈区可能会搞乱驱动表;

　　

　　mov ds,ax ! 置ds数据段为0x9000;

　　mov ss,ax ! 置堆栈段为0x9000;

　　mov sp,di ! 置堆栈指针INITSEG:0x4000-12处;

　　/*

　　* 许多BIOS的默认磁盘参数表将不能

　　* 进行扇区数大于在表中指定

　　* 的最大扇区数( - 在某些情况下

　　* 这意味着是7个扇区)后面的多扇区的读操作。

　　*

　　* 由于单个扇区的读操作是很慢的而且当然是没问题的，

　　* 我们必须在RAM中(为第一个磁盘)创建新的参数表。

　　* 我们将把最大扇区数设置为36 - 我们在一个ED 2.88驱动器上所能

　　* 遇到的最大值。

　　*

　　* 此值太高是没有任何害处的，但是低的话就会有问题了。

　　*

　　* 段寄存器是这样的: ds=es=ss=cs - INITSEG,(=0X9000)

　　* fs = 0, gs没有用到。

　　*/

　　

　　! 上面执行重复操作(rep)以后，cx为0;

　　

　　mov fs,cx !! 置fs段寄存器=0;

　　mov bx,#0x78 ! fs:bx是磁盘参数表的地址;

　　push ds

　　seg fs

　　lds si,(bx) ! ds:si是源地址;

　　!! 将fs:bx地址所指的指针值放入ds:si中;

　　mov cl,#6 ! 拷贝12个字节到0x9000:0x4000-12开始处;

　　cld

　　push di !! 指针0x9000:0x4000-12处;

　　

　　rep

　　movsw

　　

　　pop di !! di仍指向0x9000:0x4000-12处(参数表开始处);

　　pop si !! ds => si=INITSEG(=0X9000);

　　

　　movb 4(di),*36 ! 修正扇区计数值;

　　

　　seg fs

　　mov (bx),di !! 修改fs:bx(0000:0x0078)处磁盘参数表的地址为0x9000:0x4000-12;

　　seg fs

　　mov 2(bx),es

　　

　　! 将setup程序所在的扇区(setup-sectors)直接加载到boot块的后面。!! 0x90200开始处;

　　! 注意，es已经设置好了。

　　! 同样经过rep循环后cx为0

　　

　　load_setup:

　　xor ah,ah ! 复位软驱(FDC);

　　xor dl,dl

　　int 0x13

　　

　　xor dx,dx ! 驱动器0, 磁头0;

　　mov cl,#0x02 ! 从扇区2开始，磁道0;

　　mov bx,#0x0200 ! 置数据缓冲区地址=es:bx=0x9000:0x200;

　　! 在INITSEG段中,即0x90200处;

　　mov ah,#0x02 ! 要调用功能号2(读操作);

　　mov al,setup_sects ! 要读入的扇区数SETUPSECS=4;

　　! (假释所有数据都在磁头0、磁道0);

　　int 0x13 ! 读操作;

　　jnc ok_load_setup ! ok则继续;

　　

　　push ax ! 否则显示出错信息。保存ah的值(功能号2);

　　call print_nl !! 打印换行;

　　mov bp,sp !! bp将作为调用print_hex的参数;

　　call print_hex !! 打印bp所指的数据;

　　pop ax

　　

　　jmp load_setup !! 重试!

　　

　　!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

　　!!INT 13 - DISK - READ SECTOR(S) INTO MEMORY

　　!! AH = 02h

　　!! AL = number of sectors to read (must be nonzero)

　　!! CH = low eight bits of cylinder number

　　!! CL = sector number 1-63 (bits 0-5)

　　!! high two bits of cylinder (bits 6-7, hard disk only)

　　!! DH = head number

　　!! DL = drive number (bit 7 set for hard disk)

　　!! ES:BX -> data buffer

　　!! Return: CF set on error

　　!! if AH = 11h (corrected ECC error), AL = burst length

　　!! CF clear if successful

　　!! AH = status (see #00234)

　　!! AL = number of sectors transferred (only valid if CF set for some

　　!! BIOSes)

　　!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

　　

　　

　　ok_load_setup:

　　

　　! 取得磁盘驱动器参数，特别是每磁道扇区数(nr of sectors/track);

　　

　　#if 0

　　

　　! bde - Phoenix BIOS手册中提到功能0x08只对硬盘起作用。

　　! 但它对于我的一个BIOS(1987 Award)不起作用。

　　! 不检查错误码是致命的错误。

　　

　　xor dl,dl

　　mov ah,#0x08 ! AH=8用于取得驱动器参数;

　　int 0x13

　　xor ch,ch

　　

　　!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

　　!! INT 13 - DISK - GET DRIVE PARAMETERS (PC,XT286,CONV,PS,ESDI,SCSI)

　　!! AH = 08h

　　!! DL = drive (bit 7 set for hard disk)

　　!!Return: CF set on error

　　!! AH = status (07h) (see #00234)

　　!! CF clear if successful

　　!! AH = 00h

　　!! AL = 00h on at least some BIOSes

　　!! BL = drive type (AT/PS2 floppies only) (see #00242)

　　!! CH = low eight bits of maximum cylinder number

　　!! CL = maximum sector number (bits 5-0)

　　!! high two bits of maximum cylinder number (bits 7-6)

　　!! DH = maximum head number

　　!! DL = number of drives

　　!! ES:DI -> drive parameter table (floppies only)

　　!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

　　

　　#else

　　

　　! 好象没有BIOS调用可取得扇区数。如果扇区36可以读就推测是36个扇区，

　　! 如果扇区18可读就推测是18个扇区，如果扇区15可读就推测是15个扇区，

　　! 否则推测是9. [36, 18, 15, 9]

　　

　　mov si,#disksizes ! ds:si->要测试扇区数大小的表;

　　

　　probe_loop:

　　lodsb !! ds:si所指的字节 =>al, si=si+1;

　　cbw ! 扩展为字(word);

　　mov sectors, ax ! 第一个值是36，最后一个是9;

　　cmp si,#disksizes+4

　　jae got_sectors ! 如果所有测试都失败了，就试9;

　　xchg ax,cx ! cx = 磁道和扇区(第一次是36=0x0024);

　　xor dx,dx ! 驱动器0，磁头0;

　　xor bl,bl !! 设置缓冲区es:bx = 0x9000:0x0a00(578.5k);

　　mov bh,setup_sects !! setup_sects = 4 (共2k);

　　inc bh

　　shl bh,#1 ! setup后面的地址(es=cs);

　　mov ax,#0x0201 ! 功能2(读)，1个扇区;

　　int 0x13

　　jc probe_loop ! 如果不对，就试用下一个值;

　　

　　#endif

　　

　　got_sectors:

　　

　　! 恢复es

　　

　　mov ax,#INITSEG

　　mov es,ax ! es = 0x9000;

　　

　　! 打印一些无用的信息(换行后，显示Loading)

　　

　　mov ah,#0x03 ! 读光标位置;

　　xor bh,bh

　　int 0x10

　　

　　mov cx,#9

　　mov bx,#0x0007 ! 页0，属性7 (normal);

　　mov bp,#msg1

　　mov ax,#0x1301 ! 写字符串，移动光标;

　　int 0x10

　　

　　! ok, 我们已经显示出了信息，现在

　　! 我们要加载系统了(到0x10000处)(64k处)

　　

　　mov ax,#SYSSEG

　　mov es,ax ! es=0x01000的段;

　　call read_it !! 读system，es为输入参数；

　　call kill_motor !! 关闭驱动器马达；

　　call print_nl !! 打印回车换行；

　　

　　! 这以后，我们来检查要使用哪个根设备(root-device)。如果已指定了设备(!=0)

　　! 则不做任何事而使用给定的设备。否则的话，使用/dev/fd0H2880 (2,32)或/dev/PS0 (2,28)

　　! 或者是/dev/at0 (2,8)之一，这取决于我们假设我们知道的扇区数而定。

　　!! |__ ps0?? (x,y)--表示主、次设备号？

　　

　　seg cs

　　mov ax,root_dev

　　or ax,ax

　　jne root_defined

　　seg cs

　　mov bx,sectors !! sectors = 每磁道扇区数；

　　mov ax,#0x0208 ! /dev/ps0 - 1.2Mb;

　　cmp bx,#15

　　je root_defined

　　mov al,#0x1c ! /dev/PS0 - 1.44Mb !! 0x1C = 28;

　　cmp bx,#18

　　je root_defined

　　mov al,0x20 ! /dev/fd0H2880 - 2.88Mb;

　　cmp bx,#36

　　je root_defined

　　mov al,#0 ! /dev/fd0 - autodetect;

　　root_defined:

　　seg cs

　　mov root_dev,ax !! 其中保存由设备的主、次设备号；

　　

　　! 这以后(所有程序都加载了)，我们就跳转至

　　! 被直接加载到boot块后面的setup程序去：

　　

　　jmpi 0,SETUPSEG !! 跳转到0x9020:0000(setup程序的开始位置);

　　

　　

　　! 这段程序将系统(system)加载到0x10000(64k)处,

　　! 注意不要跨越64kb边界。我们试图以最快的速度

　　! 来加载，只要可能就整个磁道一起读入。

　　!

　　! 输入(in): es - 开始地址段(通常是0x1000)

　　!

　　sread: .word 0 ! 当前磁道已读的扇区数；

　　head: .word 0 ! 当前磁头；

　　track: .word 0 ! 当前磁道；

　　

　　read_it:

　　mov al,setup_sects

　　inc al

　　mov sread,al !! 当前sread=5；

　　mov ax,es !! es=0x1000；

　　test ax,#0x0fff !! (ax AND 0x0fff, if ax=0x1000 then zero-flag=1 )；

　　die: jne die ! es 必须在64kB的边界；

　　xor bx,bx ! bx 是段内的开始地址；

　　rp_read:

　　#ifdef __BIG_KERNEL__

　　#define CALL_HIGHLOAD_KLUDGE .word 0x1eff, 0x220 ! 调用 far * bootsect_kludge

　　! 注意: as86不能汇编这；

　　CALL_HIGHLOAD_KLUDGE ! 这是在setup.S中的程序；

　　#else

　　mov ax,es

　　sub ax,#SYSSEG ! 当前es段值减system加载时的启始段值(0x1000)；

　　#endif

　　cmp ax,syssize ! 我们是否已经都加载了？(ax=0x7f00 ?)；

　　jbe ok1_read !! if ax <= syssize then 继续读；

　　ret !! 全都加载完了，返回！

　　ok1_read:

　　mov ax,sectors !! sectors=每磁道扇区数；

　　sub ax,sread !! 减去当前磁道已读扇区数，al=当前磁道未读的扇区数(ah=0)；

　　mov cx,ax

　　shl cx,#9 !! 乘512，cx = 当前磁道未读的字节数；

　　add cx,bx !! 加上段内偏移值，es:bx为当前读入的数据缓冲区地址；

　　jnc ok2_read !! 如果没有超过64K则继续读；

　　je ok2_read !! 如果正好64K也继续读；

　　xor ax,ax

　　sub ax,bx

　　shr ax,#9

　　ok2_read:

　　call read_track !! es:bx ->缓冲区，al=要读的扇区数，也即当前磁道未读的扇区数；

　　mov cx,ax !! ax仍为调用read_track之前的值，即为读入的扇区数；

　　add ax,sread !! ax = 当前磁道已读的扇区数；

　　cmp ax,sectors !! 已经读完当前磁道上的扇区了吗？

　　jne ok3_read !! 没有，则跳转；

　　mov ax,#1

　　sub ax,head !! 当前是磁头1吗？

　　jne ok4_read !! 不是(是磁头0)则跳转(此时ax=1)；

　　inc track !! 当前是磁头1，则读下一磁道(当前磁道加1)；

　　ok4_read:

　　mov head,ax !! 保存当前磁头号；

　　xor ax,ax !! 本磁道已读扇区数清零；

　　ok3_read:

　　mov sread,ax !! 存本磁道已读扇区数；

　　shl cx,#9 !! 刚才一次读操作读入的扇区数 * 512；

　　add bx,cx !! 调整数据缓冲区的起始指针；

　　jnc rp_read !! 如果该指针没有超过64K的段内最大偏移量，则跳转继续读操作；

　　mov ax,es !! 如果超过了，则将段地址加0x1000(下一个64K段);

　　add ah,#0x10

　　mov es,ax

　　xor bx,bx !! 缓冲区地址段内偏移量置零；

　　jmp rp_read !! 继续读操作；

　　

　　

　　

　　read_track:

　　pusha !! 将寄存器ax,cx,dx,bx,sp,bp,si,di压入堆栈；

　　pusha

　　mov ax,#0xe2e ! loading... message 2e = . !! 显示一个.

　　mov bx,#7

　　int 0x10

　　popa

　　

　　mov dx,track !! track = 当前磁道；

　　mov cx,sread

　　inc cx !! cl = 扇区号，要读的起始扇区；

　　mov ch,dl !! ch = 磁道号的低8位；

　　mov dx,head !!

　　mov dh,dl !! dh = 当前磁头号；

　　and dx,#0x0100 !! dl = 驱动器号(0)；

　　mov ah,#2 !! 功能2(读)，es:bx指向读数据缓冲区；

　　

　　push dx ! 为出错转储保存寄存器的值到堆栈上；

　　push cx

　　push bx

　　push ax

　　

　　int 0x13

　　jc bad_rt !! 如果出错，则跳转；

　　add sp, #8 !! 清(放弃)堆栈上刚推入的4个寄存器值；

　　popa

　　ret

　　

　　bad_rt: push ax ! 保存出错码；

　　call print_all ! ah = error, al = read；

　　

　　

　　xor ah,ah

　　xor dl,dl

　　int 0x13

　　

　　

　　add sp,#10

　　popa

　　jmp read_track

　　

　　/*

　　* print_all是用于调试的。

　　* 它将打印出所有寄存器的值。所作的假设是

　　* 从一个子程序中调用的，并有如下所示的堆栈帧结构

　　* dx

　　* cx

　　* bx

　　* ax

　　* error

　　* ret <- sp

　　*

　　*/

　　

　　print_all:

　　mov cx,#5 ! 出错码 + 4个寄存器

　　mov bp,sp

　　

　　print_loop:

　　push cx ! 保存剩余的计数值

　　call print_nl ! 为了增强阅读性，打印换行

　　

　　cmp cl, #5

　　jae no_reg ! 看看是否需要寄存器的名称

　　

　　mov ax,#0xe05 + A - l

　　sub al,cl

　　int 0x10

　　

　　mov al,#X

　　int 0x10

　　

　　mov al,#:

　　int 0x10

　　

　　no_reg:

　　add bp,#2 ! 下一个寄存器

　　call print_hex ! 打印值

　　pop cx

　　loop print_loop

　　ret

　　

　　print_nl: !! 打印回车换行。

　　mov ax,#0xe0d ! CR

　　int 0x10

　　mov al,#0xa ! LF

　　int 0x10

　　ret

　　

　　/*

　　* print_hex是用于调试目的的，打印出

　　* ss:bp所指向的十六进制数。

　　* !! 例如，十六进制数是0x4321时，则al分别等于4,3,2,1调用中断打印出来 4321

　　*/

　　

　　print_hex:

　　mov cx, #4 ! 4个十六进制数字

　　mov dx, (bp) ! 将(bp)所指的值放入dx中

　　print_digit:

　　rol dx, #4 ! 循环以使低4比特用上 !! 取dx的高4比特移到低4比特处。

　　mov ax, #0xe0f ! ah = 请求的功能值，al = 半字节(4个比特)掩码。

　　and al, dl !! 取dl的低4比特值。

　　add al, #0x90 ! 将al转换为ASCII十六进制码(4个指令)

　　daa !! 十进制调整

　　adc al, #0x40 !! (adc dest, src ==> dest := dest + src + c )

　　daa

　　int 0x10

　　loop print_digit

　　ret

　　

　　

　　/*

　　* 这个过程(子程序)关闭软驱的马达，这样

　　* 我们进入内核后它的状态就是已知的，以后也就

　　* 不用担心它了。

　　*/

　　kill_motor:

　　push dx

　　mov dx,#0x3f2

　　xor al,al

　　outb

　　pop dx

　　ret

　　

　　!! 数据区

　　sectors:

　　.word 0 !! 当前每磁道扇区数。(36||18||15||9)

　　

　　disksizes: !! 每磁道扇区数表

　　.byte 36, 18, 15, 9

　　

　　msg1:

　　.byte 13, 10

　　.ascii "Loading"

　　

　　.org 497 !! 从boot程序的二进制文件的497字节开始

　　setup_sects:

　　.byte SETUPSECS

　　root_flags:

　　.word CONFIG_ROOT_RDONLY

　　syssize:

　　.word SYSSIZE

　　swap_dev:

　　.word SWAP_DEV

　　ram_size:

　　.word RAMDISK

　　vid_mode:

　　.word SVGA_MODE

　　root_dev:

　　.word ROOT_DEV

　　boot_flag: !! 分区启动标志

　　.word 0xAA55

欢迎访问最专业的网吧论坛,无盘论坛,网吧经营,网咖管理,网吧专业论坛https://bbs.txwb.com

关注天下网吧微信,了解网吧网咖经营管理，安装维护: