【OS学习笔记】二十 保护模式六：保户模式下操作系统内核如何加载用户程序并运行 对应的汇编代码之主引导扇区程序
2024-05-23 23:08:50
本汇编代码对应保户模式下操作系统内核如何加载用户程序并运行 的实际主引导扇区代码：
- 对应的内核代码在：内核代码
- 对应的用户程序代码在：用户程序代码
;代码清单13-1;文件名：c13_mbr.asm;文件说明：硬盘主引导扇区代码 ;创建日期：2011-10-28 22:35 ;设置堆栈段和栈指针 core_base_address equ 0x00040000 ;常数，内核加载的起始内存地址 core_start_sector equ 0x00000001 ;常数，内核的起始逻辑扇区号 mov ax,cs mov ss,axmov sp,0x7c00;计算GDT所在的逻辑段地址mov eax,[cs:pgdt+0x7c00+0x02] ;GDT的32位物理地址 xor edx,edxmov ebx,16div ebx ;分解成16位逻辑地址 mov ds,eax ;令DS指向该段以进行操作mov ebx,edx ;段内起始偏移地址 ;跳过0#号描述符的槽位 ;创建1#描述符，这是一个数据段，对应0~4GB的线性地址空间mov dword [ebx+0x08],0x0000ffff ;基地址为0，段界限为0xFFFFFmov dword [ebx+0x0c],0x00cf9200 ;粒度为4KB，存储器段描述符 ;创建保护模式下初始代码段描述符mov dword [ebx+0x10],0x7c0001ff ;基地址为0x00007c00，界限0x1FF mov dword [ebx+0x14],0x00409800 ;粒度为1个字节，代码段描述符 ;建立保护模式下的堆栈段描述符 ;基地址为0x00007C00，界限0xFFFFE mov dword [ebx+0x18],0x7c00fffe ;粒度为4KB mov dword [ebx+0x1c],0x00cf9600;建立保护模式下的显示缓冲区描述符 mov dword [ebx+0x20],0x80007fff ;基地址为0x000B8000，界限0x07FFF mov dword [ebx+0x24],0x0040920b ;粒度为字节;初始化描述符表寄存器GDTRmov word [cs: pgdt+0x7c00],39 ;描述符表的界限 lgdt [cs: pgdt+0x7c00]in al,0x92 ;南桥芯片内的端口 or al,0000_0010Bout 0x92,al ;打开A20cli ;中断机制尚未工作mov eax,cr0or eax,1mov cr0,eax ;设置PE位;以下进入保护模式... ...jmp dword 0x0010:flush ;16位的描述符选择子：32位偏移;清流水线并串行化处理器[bits 32] flush: mov eax,0x0008 ;加载数据段(0..4GB)选择子mov ds,eaxmov eax,0x0018 ;加载堆栈段选择子 mov ss,eaxxor esp,esp ;堆栈指针 <- 0 ;以下加载系统核心程序 mov edi,core_base_address mov eax,core_start_sectormov ebx,edi ;起始地址 call read_hard_disk_0 ;以下读取程序的起始部分（一个扇区） ;以下判断整个程序有多大mov eax,[edi] ;核心程序尺寸xor edx,edx mov ecx,512 ;512字节每扇区div ecxor edx,edxjnz @1 ;未除尽，因此结果比实际扇区数少1 dec eax ;已经读了一个扇区，扇区总数减1 @1:or eax,eax ;考虑实际长度≤512个字节的情况 jz setup ;EAX=0 ?;读取剩余的扇区mov ecx,eax ;32位模式下的LOOP使用ECXmov eax,core_start_sectorinc eax ;从下一个逻辑扇区接着读@2:call read_hard_disk_0inc eaxloop @2 ;循环读，直到读完整个内核 setup:mov esi,[0x7c00+pgdt+0x02] ;不可以在代码段内寻址pgdt，但可以;通过4GB的段来访问;建立公用例程段描述符mov eax,[edi+0x04] ;公用例程代码段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x08] ;核心数据段汇编地址sub ebx,eaxdec ebx ;公用例程段界限 add eax,edi ;公用例程段基地址mov ecx,0x00409800 ;字节粒度的代码段描述符call make_gdt_descriptormov [esi+0x28],eaxmov [esi+0x2c],edx;建立核心数据段描述符mov eax,[edi+0x08] ;核心数据段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x0c] ;核心代码段汇编地址 sub ebx,eaxdec ebx ;核心数据段界限add eax,edi ;核心数据段基地址mov ecx,0x00409200 ;字节粒度的数据段描述符 call make_gdt_descriptormov [esi+0x30],eaxmov [esi+0x34],edx ;建立核心代码段描述符mov eax,[edi+0x0c] ;核心代码段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x00] ;程序总长度sub ebx,eaxdec ebx ;核心代码段界限add eax,edi ;核心代码段基地址mov ecx,0x00409800 ;字节粒度的代码段描述符call make_gdt_descriptormov [esi+0x38],eaxmov [esi+0x3c],edxmov word [0x7c00+pgdt],63 ;描述符表的界限lgdt [0x7c00+pgdt] jmp far [edi+0x10] ;-------------------------------------------------------------------------------
read_hard_disk_0: ;从硬盘读取一个逻辑扇区;EAX=逻辑扇区号;DS:EBX=目标缓冲区地址;返回：EBX=EBX+512 push eax push ecxpush edxpush eaxmov dx,0x1f2mov al,1out dx,al ;读取的扇区数inc dx ;0x1f3pop eaxout dx,al ;LBA地址7~0inc dx ;0x1f4mov cl,8shr eax,clout dx,al ;LBA地址15~8inc dx ;0x1f5shr eax,clout dx,al ;LBA地址23~16inc dx ;0x1f6shr eax,clor al,0xe0 ;第一硬盘 LBA地址27~24out dx,alinc dx ;0x1f7mov al,0x20 ;读命令out dx,al.waits:in al,dxand al,0x88cmp al,0x08jnz .waits ;不忙，且硬盘已准备好数据传输 mov ecx,256 ;总共要读取的字数mov dx,0x1f0.readw:in ax,dxmov [ebx],axadd ebx,2loop .readwpop edxpop ecxpop eaxret;-------------------------------------------------------------------------------
make_gdt_descriptor: ;构造描述符;输入：EAX=线性基地址; EBX=段界限; ECX=属性（各属性位都在原始; 位置，其它没用到的位置0） ;返回：EDX:EAX=完整的描述符mov edx,eaxshl eax,16 or ax,bx ;描述符前32位(EAX)构造完毕and edx,0xffff0000 ;清除基地址中无关的位rol edx,8bswap edx ;装配基址的31~24和23~16 (80486+)xor bx,bxor edx,ebx ;装配段界限的高4位or edx,ecx ;装配属性 ret;-------------------------------------------------------------------------------pgdt dw 0dd 0x00007e00 ;GDT的物理地址
;------------------------------------------------------------------------------- times 510-($-$$) db 0db 0x55,0xaa
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