本文主要是介绍30天自制操作系统第三天暂时代码,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
; haribote-ipl
; TAB=4ORG 0x7c00 ; このプログラムがどこに読み込まれるのか; 以下は標準的なFAT12フォーマットフロッピーディスクのための記述JMP entryDB 0x90DB "HARIBOTE" ; ブートセクタの名前を自由に書いてよい(8バイト)DW 512 ; 1セクタの大きさ(512にしなければいけない)DB 1 ; クラスタの大きさ(1セクタにしなければいけない)DW 1 ; FATがどこから始まるか(普通は1セクタ目からにする)DB 2 ; FATの個数(2にしなければいけない)DW 224 ; ルートディレクトリ領域の大きさ(普通は224エントリにする)DW 2880 ; このドライブの大きさ(2880セクタにしなければいけない)DB 0xf0 ; メディアのタイプ(0xf0にしなければいけない)DW 9 ; FAT領域の長さ(9セクタにしなければいけない)DW 18 ; 1トラックにいくつのセクタがあるか(18にしなければいけない)DW 2 ; ヘッドの数(2にしなければいけない)DD 0 ; パーティションを使ってないのでここは必ず0DD 2880 ; このドライブ大きさをもう一度書くDB 0,0,0x29 ; よくわからないけどこの値にしておくといいらしいDD 0xffffffff ; たぶんボリュームシリアル番号DB "HARIBOTEOS " ; ディスクの名前(11バイト)DB "FAT12 " ; フォーマットの名前(8バイト)RESB 18 ; とりあえず18バイトあけておく; プログラム本体entry:MOV AX,0 ; レジスタ初期化MOV SS,AXMOV SP,0x7c00MOV DS,AX; ディスクを読むMOV AX,0x0820MOV ES,AXMOV CH,0 ; シリンダ0MOV DH,0 ; ヘッド0MOV CL,2 ; セクタ2MOV SI,0 ; 失敗回数を数えるレジスタ
retry:MOV AH,0x02 ; AH=0x02 : ディスク読み込みMOV AL,1 ; 1セクタMOV BX,0MOV DL,0x00 ; AドライブINT 0x13 ; ディスクBIOS呼び出しJNC fin ; エラーがおきなければfinへADD SI,1 ; SIに1を足すCMP SI,5 ; SIと5を比較JAE error ; SI >= 5 だったらerrorへMOV AH,0x00MOV DL,0x00 ; AドライブINT 0x13 ; ドライブのリセットJMP retry; 読み終わったけどとりあえずやることないので寝るfin:HLT ; 何かあるまでCPUを停止させるJMP fin ; 無限ループerror:MOV SI,msg
putloop:MOV AL,[SI]ADD SI,1 ; SIに1を足すCMP AL,0JE finMOV AH,0x0e ; 一文字表示ファンクションMOV BX,15 ; カラーコードINT 0x10 ; ビデオBIOS呼び出しJMP putloop
msg:DB 0x0a, 0x0a ; 改行を2つDB "load error"DB 0x0a ; 改行DB 0RESB 0x7dfe-$ ; 0x7dfeまでを0x00で埋める命令DB 0x55, 0xaa
第一部分代码:
ORG 0x7c00
- 设置程序加载到内存的基地址为0x7c00,这是BIOS将引导扇区加载到内存的标准位置。
JMP entry
- 无条件跳转到标签entry
,这是程序主体的开始位置。
DB 0x90
- 插入一个单字节(0x90),用于指令对齐。
DB "HARIBOTE"
- 引导扇区的标识名,最长为8个字符。这里命名为"HARIBOTE"。
DW 512
- 定义每个磁盘扇区的大小为512字节。这是FAT12和大多数磁盘格式的标准扇区大小。
DB 1
- 定义每个簇包含的扇区数量为1,对于FAT12格式来说,这是一个常见的设置。
DW 1
- 定义文件分配表(FAT)的起始扇区为第1扇区。
DB 2
- 指定FAT的副本数为2,这是为了在文件系统损坏时提供冗余保护。
DW 224
- 定义根目录区可以存储的最大文件/目录条目数为224。这是FAT12文件系统的一个典型设置。
DW 2880
- 定义磁盘的总扇区数为2880。这通常对应于一个标准的1.44MB 3.5英寸软盘。
DB 0xf0
- 定义磁盘的媒体类型代码为0xf0,这是一个用于固定磁盘和某些类型软盘的标准代码。
DW 9
- 指定每个FAT的扇区数为9,这是管理文件和目录所需的空间大小。
DW 18
- 定义每个磁道的扇区数为18,这是标准的软盘几何配置。
DW 2
- 定义磁头数为2,这是双面软盘的典型配置。
DD 0
- 因为这是一个无分区的启动磁盘,所以这里设置为0。
DD 2880
- 再次声明磁盘的总扇区数为2880,确保磁盘描述的一致性。
DB 0,0,0x29
- 这是一组固定的值,通常用于标识引导扇区。0x29是一个用于引导扇区的魔术数字。
DD 0xffffffff
- 预置的卷序列号,通常用于磁盘识别。
DB "HARIBOTEOS "
- 磁盘卷标,最长11个字符。这里命名为"HARIBOTEOS"。
DB "FAT12 "
- 文件系统类型名,最长8个字符。这里使用"FAT12"。
RESB 18
- 保留18字节的空白,这些空间可能用于未来扩展或保持扇区对齐。
整体来看,这段代码为一个FAT12格式的软盘设置了必要的引导参数和磁盘布局信息,使得计算机的BIOS能够正确地读取并执行引导程序。
第二部分代码:
程序入口和初始化部分
entry:
标签指示程序的开始点。MOV AX, 0
初始化寄存器AX为0。MOV SS, AX
将堆栈段寄存器(SS)设置为0,表示堆栈段的开始。MOV SP, 0x7c00
设置堆栈指针(SP)为0x7c00,指向程序被加载到的内存位置。MOV DS, AX
将数据段寄存器(DS)设置为0,初始化数据段。
retry:
这是一个标签,用作重试读取操作的起点。
MOV AH, 0x02
设置AH寄存器的值为0x02,这是BIOS中断服务用于读取磁盘的功能码。
MOV AL, 1
设置AL寄存器的值为1,指示需要从磁盘读取1个扇区。
MOV BX, 0
设置BX寄存器为0,通常BX被用作缓冲区在内存中的偏移地址,这里设置为0可能是将数据直接读入某个预定的基地址(如ES:BX)。
MOV DL, 0x00
设置DL寄存器的值为0x00,这指定了要读取数据的驱动器编号,0x00通常表示软盘的A驱动器。
INT 0x13
调用中断0x13,这是BIOS提供的磁盘服务中断,用来根据AH和其他寄存器的设置执行具体的磁盘操作(这里是读取操作)。
JNC fin
判断上一条指令的执行结果,JNC(Jump if Not Carry)指令用于检查进位标志(Carry Flag),如果未设置(即没有错误),则跳转到fin
标签,完成操作。
ADD SI, 1
如果读取失败(即进位标志被设置),则将SI寄存器的值加1。SI寄存器在这里被用作失败次数的计数器。
CMP SI, 5
将SI寄存器的值与5进行比较,检查是否已经达到最大重试次数。
JAE error
如果SI的值大于或等于5(JAE是Jump if Above or Equal),则跳转到error
标签,处理错误情况。
MOV AH, 0x00
设置AH寄存器为0x00,准备调用磁盘重置功能。
MOV DL, 0x00
再次确认DL寄存器的值为0x00,指定A驱动器。
INT 0x13
再次调用中断0x13,这次是为了重置磁盘驱动器,尝试清除任何错误状态。
JMP retry
最后,无论重置是否成功,都会无条件跳回retry
标签,重新尝试读取操作,除非已经达到最大重试次数并跳转到错误处理。
fin:
- 这是一个标签,代码的执行流在此处继续。通常,这个标签在代码中被其他部分(如读取磁盘成功后)引用跳转到。
HLT
- 这条指令使CPU进入暂停状态,停止执行指令并减少功耗,直到下一个外部中断到来。HLT
(Halt)指令常用于操作系统的空闲循环和引导程序的末尾,以避免无用的处理器活动。
JMP fin
- 这是一个无条件跳转指令,它跳转到自己(即fin
标签本身)。这创建了一个无限循环,确保即使在收到中断唤醒处理器后,处理器仍然不会执行其他未定义的代码区域。此循环确保程序保持在已知的状态。
error:
- 这是一个标签,用作错误处理部分的开始点。通常在程序的其他部分检测到错误时会跳转到这个位置。
MOV SI, msg
- 这条指令将msg
标签处的内存地址移动到寄存器SI中。在汇编语言中,SI通常用于索引和指针操作,这里用作指向错误信息字符串的指针。msg
很可能是定义在程序中某处的字符串(如错误消息),这个指令的目的是为了准备在后续代码中遍历并显示这条消息。
这段代码是一个用于显示错误信息的循环,详细说明如下:
putloop:
- 这是一个标签,定义了循环的开始。这段代码用于输出msg
标签指向的字符串中的字符。
MOV AL, [SI]
- 从内存地址指向的位置(由SI寄存器指定)加载一个字节到AL寄存器。AL寄存器通常用于存储单个字符,这里它被用来存储错误消息中的当前字符。
ADD SI, 1
- 将SI寄存器的值加1,移动到错误消息的下一个字符。这是字符串遍历的常见方式,SI在这里作为指针逐字节移动通过字符串。
CMP AL, 0
- 将AL寄存器中的值与0比较,以检查是否到达字符串的结尾(C语言风格的以null(0)结尾的字符串)。
JE fin
- 如果上一条比较指令发现AL中的值是0(即到达了字符串的结尾),则跳转到fin
标签,结束循环和程序。
MOV AH, 0x0e
- 设置AH寄存器为0x0e,这是视频BIOS的功能号,用于在屏幕上显示单个字符。这里准备调用BIOS中断来显示一个字符。
MOV BX, 15
- 设置BX寄存器为15,这通常表示文本模式下的颜色属性(例如白色前景和黑色背景)。BIOS中断0x10将使用这个属性来显示字符。
INT 0x10
- 调用中断0x10,这是一个多功能视频BIOS中断,AH=0x0e告诉BIOS在文本模式下显示AL中的字符。
JMP putloop
- 无条件跳转回putloop
标签,继续循环过程,直到遍历完成整个字符串。这个循环确保错误消息可以被完整地显示在屏幕上,每次循环显示一个字符,直到字符串结束。这是系统低级错误处理中常见的反馈方式,用户可以看到错误信息,了解系统运行中遇到的问题。
这部分代码位于一个引导扇区的结尾部分,包含用于显示错误消息以及引导扇区正确结束的标记。下面是对这段代码的详细解释:
msg:
- 这是一个标签,用作错误信息字符串的开始点。
DB 0x0a, 0x0a
- 定义两个字节的数据,每个字节是0x0a
,代表ASCII中的换行符(Line Feed,LF)。这里用两个连续的换行符开始错误消息,意在屏幕上提供视觉上的间隔。
DB "load error"
- 定义一个字符串"load error",这是实际的错误消息文本。
DB 0x0a
- 再次定义一个字节的数据,是一个换行符,用于错误消息后提供一个新的行开始。
DB 0
- 定义一个字节的数据,其值为0。这是一个字符串终止符,用于标记字符串的结束,符合C语言风格的字符串定义。
RESB 0x7dfe-$
- 这是一个保留字节的指令,RESB
用于保留指定数量的字节。0x7dfe-$
计算从当前位置到内存地址0x7dfe的字节数,这条指令确保填充这段空间,使得引导扇区的总大小达到0x7dfe字节。
DB 0x55, 0xaa
- 最后定义两个字节的数据,0x55
和0xaa
。这两个字节是引导扇区的签名,用于BIOS检测这个扇区是否是有效的引导扇区。只有包含这个签名的扇区才能被BIOS认为是可启动的,这是PC兼容机引导过程的一部分标准。整体来看,这段代码不仅提供了错误信息的输出内容,同时确保了引导扇区的结构完整性和启动合法性,通过填充和引导签名的设定使得整个引导扇区满足BIOS的引导要求。
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