这一节,我们来真正的读取文件中的内容到内存中,首先来看一下内存布局是什么样的,如下所示:

 

  Boot占用了512字节,Fat Table占用了4KB,而真正的文件中的内容,我们把它存在0x9000开始的内存地址处。

  加载文件内容的过程如下:

 

  实验步骤如下:

  1、在虚拟软盘中创建体积较大的文本文件,使之内容大小超过一个扇区。

  2、将文件的内容加载到BaseOfLoader地址处。

  3、打印加载的内容,判断是否加载完全。

  1 org 0x7c00
  2 
  3 jmp short start
  4 nop
  5 
  6 define:
  7     BaseOfStack      equ 0x7c00
  8     BaseOfLoader     equ 0x9000
  9     RootEntryOffset  equ 19
 10     RootEntryLength  equ 14
 11     EntryItemLength  equ 32
 12     FatEntryOffset   equ 1
 13     FatEntryLength   equ 9
 14 
 15 header:
 16     BS_OEMName     db "D.T.Soft"
 17     BPB_BytsPerSec dw 512
 18     BPB_SecPerClus db 1
 19     BPB_RsvdSecCnt dw 1
 20     BPB_NumFATs    db 2
 21     BPB_RootEntCnt dw 224
 22     BPB_TotSec16   dw 2880
 23     BPB_Media      db 0xF0
 24     BPB_FATSz16    dw 9
 25     BPB_SecPerTrk  dw 18
 26     BPB_NumHeads   dw 2
 27     BPB_HiddSec    dd 0
 28     BPB_TotSec32   dd 0
 29     BS_DrvNum      db 0
 30     BS_Reserved1   db 0
 31     BS_BootSig     db 0x29
 32     BS_VolID       dd 0
 33     BS_VolLab      db "D.T.OS-0.01"
 34     BS_FileSysType db "FAT12   "
 35 
 36 start:
 37     mov ax, cs
 38     mov ss, ax
 39     mov ds, ax
 40     mov es, ax
 41     mov sp, BaseOfStack
 42     
 43     mov ax, RootEntryOffset
 44     mov cx, RootEntryLength
 45     mov bx, Buf
 46     
 47     call ReadSector
 48     
 49     mov si, Target
 50     mov cx, TarLen
 51     mov dx, 0
 52     
 53     call FindEntry
 54     
 55     cmp dx, 0
 56     jz output
 57     
 58     mov si, bx
 59     mov di, EntryItem
 60     mov cx, EntryItemLength
 61     
 62     call MemCpy
 63     
 64     mov ax, FatEntryLength
 65     mov cx, [BPB_BytsPerSec]
 66     mul cx
 67     mov bx, BaseOfLoader
 68     sub bx, ax
 69     
 70     mov ax, FatEntryOffset
 71     mov cx, FatEntryLength
 72     
 73     call ReadSector
 74     
 75     mov dx, [EntryItem + 0x1A]
 76     mov si, BaseOfLoader
 77     
 78 loading:
 79     mov ax, dx
 80     add ax, 31
 81     mov cx, 1
 82     push dx
 83     push bx
 84     mov bx, si
 85     call ReadSector
 86     pop bx
 87     pop cx
 88     call FatVec
 89     cmp dx, 0xFF7
 90     jnb output     
 91     add si, 512
 92     jmp loading
 93     
 94 output:    
 95     mov bp, BaseOfLoader
 96     mov cx, [EntryItem + 0x1C]
 97     call Print
 98     
 99 last:
100     hlt
101     jmp last    
102 
103 
104 ; cx --> index
105 ; bx --> fat table address
106 ;
107 ; return:
108 ;     dx --> fat[index]
109 FatVec:
110     mov ax, cx
111     mov cl, 2
112     div cl
113     
114     push ax
115     
116     mov ah, 0
117     mov cx, 3
118     mul cx
119     mov cx, ax
120     
121     pop ax
122     
123     cmp ah, 0
124     jz even
125     jmp odd
126 
127 even:    ; FatVec[j] = ( (Fat[i+1] & 0x0F) << 8 ) | Fat[i];
128     mov dx, cx
129     add dx, 1
130     add dx, bx
131     mov bp, dx
132     mov dl, byte [bp]
133     and dl, 0x0F
134     shl dx, 8
135     add cx, bx
136     mov bp, cx
137     or  dl, byte [bp]
138     jmp return
139     
140 odd:     ; FatVec[j+1] = (Fat[i+2] << 4) | ( (Fat[i+1] >> 4) & 0x0F );
141     mov dx, cx
142     add dx, 2
143     add dx, bx
144     mov bp, dx
145     mov dl, byte [bp]
146     mov dh, 0
147     shl dx, 4
148     add cx, 1
149     add cx, bx
150     mov bp, cx
151     mov cl, byte [bp]
152     shr cl, 4
153     and cl, 0x0F
154     mov ch, 0
155     or  dx, cx
156 
157 return: 
158     ret
159 
160 ; ds:si --> source
161 ; es:di --> destination
162 ; cx    --> length
163 MemCpy:
164     
165     cmp si, di
166     
167     ja btoe
168     
169     add si, cx
170     add di, cx
171     dec si
172     dec di
173     
174     jmp etob
175     
176 btoe:
177     cmp cx, 0
178     jz done
179     mov al, [si]
180     mov byte [di], al
181     inc si
182     inc di
183     dec cx
184     jmp btoe
185     
186 etob: 
187     cmp cx, 0
188     jz done
189     mov al, [si]
190     mov byte [di], al
191     dec si
192     dec di
193     dec cx
194     jmp etob
195 
196 done:   
197     ret
198 
199 ; es:bx --> root entry offset address
200 ; ds:si --> target string
201 ; cx    --> target length
202 ;
203 ; return:
204 ;     (dx !=0 ) ? exist : noexist
205 ;        exist --> bx is the target entry
206 FindEntry:
207     push cx
208     
209     mov dx, [BPB_RootEntCnt]
210     mov bp, sp
211     
212 find:
213     cmp dx, 0
214     jz noexist
215     mov di, bx
216     mov cx, [bp]
217     push si
218     call MemCmp
219     pop si
220     cmp cx, 0
221     jz exist
222     add bx, 32
223     dec dx
224     jmp find
225 
226 exist:
227 noexist: 
228     pop cx
229        
230     ret
231 
232 ; ds:si --> source
233 ; es:di --> destination
234 ; cx    --> length
235 ;
236 ; return:
237 ;        (cx == 0) ? equal : noequal
238 MemCmp:
239 
240 compare:
241     cmp cx, 0
242     jz equal
243     mov al, [si]
244     cmp al, byte [di]
245     jz goon
246     jmp noequal
247 goon:
248     inc si
249     inc di
250     dec cx
251     jmp compare
252     
253 equal: 
254 noequal:   
255 
256     ret
257 
258 ; es:bp --> string address
259 ; cx    --> string length
260 Print:
261     mov dx, 0
262     mov ax, 0x1301
263     mov bx, 0x0007
264     int 0x10
265     ret
266 
267 ; no parameter
268 ResetFloppy:
269     
270     mov ah, 0x00
271     mov dl, [BS_DrvNum]
272     int 0x13
273     
274     ret
275 
276 ; ax    --> logic sector number
277 ; cx    --> number of sector
278 ; es:bx --> target address
279 ReadSector:
280     
281     call ResetFloppy
282     
283     push bx
284     push cx
285     
286     mov bl, [BPB_SecPerTrk]
287     div bl
288     mov cl, ah
289     add cl, 1
290     mov ch, al
291     shr ch, 1
292     mov dh, al
293     and dh, 1
294     mov dl, [BS_DrvNum]
295     
296     pop ax
297     pop bx
298     
299     mov ah, 0x02
300 
301 read:    
302     int 0x13
303     jc read
304     
305     ret
306 
307 MsgStr db  "No LOADER ..."    
308 MsgLen equ ($-MsgStr)
309 Target db  "START      "
310 TarLen equ ($-Target)
311 EntryItem times EntryItemLength db 0x00
312 Buf:
313     times 510-($-$$) db 0x00
314     db 0x55, 0xaa

  95行跳转到加载文件内容的地址处,96行为文件的长度。运行bochs,可以看到文件内容全部打印出来了,结果如下:

 

  

  以上我们加载的文件只是文本内容,下面我们在文件中写入程序,并编译成可执行程序,然后将这个可执行程序文件放到虚拟软盘中,并加载到指定地址,然后跳转到这个地址执行。

  待加载文件中的内容如下:

 

 1 org 0x9000
 2 
 3 begin:
 4     mov si, msg
 5 
 6 print:
 7     mov al, [si]
 8     add si, 1
 9     cmp al, 0x00
10     je end
11     mov ah, 0x0E
12     mov bx, 0x0F
13     int 0x10
14     jmp print
15 
16 end:
17     hlt
18     jmp end
19     
20 msg:
21     db 0x0a, 0x0a
22     db "Hello, D.T.OS!"
23     db 0x0a, 0x0a
24     db 0x00

 

 

  为了方便起见,我们修改makefile,如下:

 1 .PHONY : all clean rebuild
 2 
 3 BOOT_SRC := boot.asm
 4 BOOT_OUT := boot
 5 
 6 LOADER_SRC := loader.asm
 7 LOADER_OUT := loader
 8 
 9 IMG := a.img
10 IMG_PATH := /mnt/hgfs
11 
12 RM := rm -fr
13 
14 all : $(IMG) $(BOOT_OUT) $(LOADER_OUT)
15     @echo "Build Success ==> D.T.OS!"
16 
17 $(IMG) :
18     bximage $@ -q -fd -size=1.44
19     
20 $(BOOT_OUT) : $(BOOT_SRC)
21     nasm $^ -o $@
22     dd if=$@ of=$(IMG) bs=512 count=1 conv=notrunc
23     
24 $(LOADER_OUT) : $(LOADER_SRC)
25     nasm $^ -o $@
26     sudo mount -o loop $(IMG) $(IMG_PATH)
27     sudo cp $@ $(IMG_PATH)/$@
28     sudo umount $(IMG_PATH)
29     
30 clean :
31     $(RM) $(IMG) $(BOOT_OUT) $(LOADER_OUT)
32     
33 rebuild :
34     @$(MAKE) clean
35     @$(MAKE) all

  makefile完成编译boot.asm,编译loader.asm,写入boot.bin到第一个扇区,挂载a.img到/mnt/hgfs目录,写入loader可执行文件,卸载a.img等。

  我们修改boot.asm,程序如下:

  1 org 0x7c00
  2 
  3 jmp short start
  4 nop
  5 
  6 define:
  7     BaseOfStack      equ 0x7c00
  8     BaseOfLoader     equ 0x9000
  9     RootEntryOffset  equ 19
 10     RootEntryLength  equ 14
 11     EntryItemLength  equ 32
 12     FatEntryOffset   equ 1
 13     FatEntryLength   equ 9
 14 
 15 header:
 16     BS_OEMName     db "D.T.Soft"
 17     BPB_BytsPerSec dw 512
 18     BPB_SecPerClus db 1
 19     BPB_RsvdSecCnt dw 1
 20     BPB_NumFATs    db 2
 21     BPB_RootEntCnt dw 224
 22     BPB_TotSec16   dw 2880
 23     BPB_Media      db 0xF0
 24     BPB_FATSz16    dw 9
 25     BPB_SecPerTrk  dw 18
 26     BPB_NumHeads   dw 2
 27     BPB_HiddSec    dd 0
 28     BPB_TotSec32   dd 0
 29     BS_DrvNum      db 0
 30     BS_Reserved1   db 0
 31     BS_BootSig     db 0x29
 32     BS_VolID       dd 0
 33     BS_VolLab      db "D.T.OS-0.01"
 34     BS_FileSysType db "FAT12   "
 35 
 36 start:
 37     mov ax, cs
 38     mov ss, ax
 39     mov ds, ax
 40     mov es, ax
 41     mov sp, BaseOfStack
 42     
 43     mov ax, RootEntryOffset
 44     mov cx, RootEntryLength
 45     mov bx, Buf
 46     
 47     call ReadSector
 48     
 49     mov si, Target
 50     mov cx, TarLen
 51     mov dx, 0
 52     
 53     call FindEntry
 54     
 55     cmp dx, 0
 56     jz output
 57     
 58     mov si, bx
 59     mov di, EntryItem
 60     mov cx, EntryItemLength
 61     
 62     call MemCpy
 63     
 64     mov ax, FatEntryLength
 65     mov cx, [BPB_BytsPerSec]
 66     mul cx
 67     mov bx, BaseOfLoader
 68     sub bx, ax
 69     
 70     mov ax, FatEntryOffset
 71     mov cx, FatEntryLength
 72     
 73     call ReadSector
 74     
 75     mov dx, [EntryItem + 0x1A]
 76     mov si, BaseOfLoader
 77     
 78 loading:
 79     mov ax, dx
 80     add ax, 31
 81     mov cx, 1
 82     push dx
 83     push bx
 84     mov bx, si
 85     call ReadSector
 86     pop bx
 87     pop cx
 88     call FatVec
 89     cmp dx, 0xFF7
 90     jnb BaseOfLoader     
 91     add si, 512
 92     jmp loading
 93     
 94 output:    
 95     mov bp, MsgStr
 96     mov cx, MsgLen
 97     call Print
 98     
 99 last:
100     hlt
101     jmp last    
102 
103 
104 ; cx --> index
105 ; bx --> fat table address
106 ;
107 ; return:
108 ;     dx --> fat[index]
109 FatVec:
110     mov ax, cx
111     mov cl, 2
112     div cl
113     
114     push ax
115     
116     mov ah, 0
117     mov cx, 3
118     mul cx
119     mov cx, ax
120     
121     pop ax
122     
123     cmp ah, 0
124     jz even
125     jmp odd
126 
127 even:    ; FatVec[j] = ( (Fat[i+1] & 0x0F) << 8 ) | Fat[i];
128     mov dx, cx
129     add dx, 1
130     add dx, bx
131     mov bp, dx
132     mov dl, byte [bp]
133     and dl, 0x0F
134     shl dx, 8
135     add cx, bx
136     mov bp, cx
137     or  dl, byte [bp]
138     jmp return
139     
140 odd:     ; FatVec[j+1] = (Fat[i+2] << 4) | ( (Fat[i+1] >> 4) & 0x0F );
141     mov dx, cx
142     add dx, 2
143     add dx, bx
144     mov bp, dx
145     mov dl, byte [bp]
146     mov dh, 0
147     shl dx, 4
148     add cx, 1
149     add cx, bx
150     mov bp, cx
151     mov cl, byte [bp]
152     shr cl, 4
153     and cl, 0x0F
154     mov ch, 0
155     or  dx, cx
156 
157 return: 
158     ret
159 
160 ; ds:si --> source
161 ; es:di --> destination
162 ; cx    --> length
163 MemCpy:
164     
165     cmp si, di
166     
167     ja btoe
168     
169     add si, cx
170     add di, cx
171     dec si
172     dec di
173     
174     jmp etob
175     
176 btoe:
177     cmp cx, 0
178     jz done
179     mov al, [si]
180     mov byte [di], al
181     inc si
182     inc di
183     dec cx
184     jmp btoe
185     
186 etob: 
187     cmp cx, 0
188     jz done
189     mov al, [si]
190     mov byte [di], al
191     dec si
192     dec di
193     dec cx
194     jmp etob
195 
196 done:   
197     ret
198 
199 ; es:bx --> root entry offset address
200 ; ds:si --> target string
201 ; cx    --> target length
202 ;
203 ; return:
204 ;     (dx !=0 ) ? exist : noexist
205 ;        exist --> bx is the target entry
206 FindEntry:
207     push cx
208     
209     mov dx, [BPB_RootEntCnt]
210     mov bp, sp
211     
212 find:
213     cmp dx, 0
214     jz noexist
215     mov di, bx
216     mov cx, [bp]
217     push si
218     call MemCmp
219     pop si
220     cmp cx, 0
221     jz exist
222     add bx, 32
223     dec dx
224     jmp find
225 
226 exist:
227 noexist: 
228     pop cx
229        
230     ret
231 
232 ; ds:si --> source
233 ; es:di --> destination
234 ; cx    --> length
235 ;
236 ; return:
237 ;        (cx == 0) ? equal : noequal
238 MemCmp:
239 
240 compare:
241     cmp cx, 0
242     jz equal
243     mov al, [si]
244     cmp al, byte [di]
245     jz goon
246     jmp noequal
247 goon:
248     inc si
249     inc di
250     dec cx
251     jmp compare
252     
253 equal: 
254 noequal:   
255 
256     ret
257 
258 ; es:bp --> string address
259 ; cx    --> string length
260 Print:
261     mov dx, 0
262     mov ax, 0x1301
263     mov bx, 0x0007
264     int 0x10
265     ret
266 
267 ; no parameter
268 ResetFloppy:
269     
270     mov ah, 0x00
271     mov dl, [BS_DrvNum]
272     int 0x13
273     
274     ret
275 
276 ; ax    --> logic sector number
277 ; cx    --> number of sector
278 ; es:bx --> target address
279 ReadSector:
280     
281     call ResetFloppy
282     
283     push bx
284     push cx
285     
286     mov bl, [BPB_SecPerTrk]
287     div bl
288     mov cl, ah
289     add cl, 1
290     mov ch, al
291     shr ch, 1
292     mov dh, al
293     and dh, 1
294     mov dl, [BS_DrvNum]
295     
296     pop ax
297     pop bx
298     
299     mov ah, 0x02
300 
301 read:    
302     int 0x13
303     jc read
304     
305     ret
306 
307 MsgStr db  "No LOADER ..."    
308 MsgLen equ ($-MsgStr)
309 Target db  "LOADER     "
310 TarLen equ ($-Target)
311 EntryItem times EntryItemLength db 0x00
312 Buf:
313     times 510-($-$$) db 0x00
314     db 0x55, 0xaa

  第90行改为跳转到文件内容加载地址处,而不再跳转到output。第309行文件的名字也改为LOADER。

  执行make,然后运行bochs,结果如下:

 

  可以看到,文件中的可执行程序被加载并成功执行了,成功打印出字符串。此时的打印是文件中的可执行程序中print函数实现的,而不是我们的加载程序中的Print函数实现的。

  我们将a.img拷贝到windows下,在真正的机器上试一下,设置如下:

 

  启动虚拟机,我们看到了以下结果:

  我们的加载程序和可执行文件都成功运行了。

 

参考狄泰软件学院操作系统教程

 

posted on 2018-06-30 08:55  周伯通789  阅读(422)  评论(0编辑  收藏  举报