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%define _BOOT_DEBUG_ ; 做 Boot Sector 时一定将此行注释掉!将此行打开后可用 nasm Boot.asm -o Boot.com 做成一个.COM文件易于调试
%ifdef _BOOT_DEBUG_
org 0100h ; 调试状态, 做成 .COM 文件, 可调试
%else
org 07c00h ; Boot 状态, Bios 将把 Boot Sector 加载到 0:7C00 处并开始执行
%endif
;================================================================================================
%ifdef _BOOT_DEBUG_
BaseOfStack equ 0100h ; 调试状态下堆栈基地址(栈底, 从这个位置向低地址生长， 压栈是从高地址 向 低地址 增长)
%else
BaseOfStack equ 07c00h ; 堆栈基地址(栈底, 从这个位置向低地址生长)
%endif
BaseOfLoader equ 09000h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ---- 段地址
OffsetOfLoader equ 0100h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ---- 偏移地址
RootDirSectors equ 14 ; 根目录占用空间
SectorNoOfRootDirectory equ 19 ; Root Directory 的第一个扇区号
;================================================================================================
jmp short LABEL_START ; Start to boot.
nop ; 这个 nop 不可少
; 下面是 FAT12 磁盘的头
BS_OEMName DB 'ForrestY' ; OEM String, 必须 8 个字节
BPB_BytsPerSec DW 512 ; 每扇区字节数
BPB_SecPerClus DB 1 ; 每簇多少扇区
BPB_RsvdSecCnt DW 1 ; Boot 记录占用多少扇区
BPB_NumFATs DB 2 ; 共有多少 FAT 表
BPB_RootEntCnt DW 224 ; 根目录文件数最大值
BPB_TotSec16 DW 2880 ; 逻辑扇区总数
BPB_Media DB 0xF0 ; 媒体描述符
BPB_FATSz16 DW 9 ; 每FAT扇区数
BPB_SecPerTrk DW 18 ; 每磁道扇区数
BPB_NumHeads DW 2 ; 磁头数(面数)
BPB_HiddSec DD 0 ; 隐藏扇区数
BPB_TotSec32 DD 0 ; 如果 wTotalSectorCount 是 0 由这个值记录扇区数
BS_DrvNum DB 0 ; 中断 13 的驱动器号
BS_Reserved1 DB 0 ; 未使用
BS_BootSig DB 29h ; 扩展引导标记 (29h)
BS_VolID DD 0 ; 卷序列号
BS_VolLab DB 'OrangeS0.02'; 卷标, 必须 11 个字节
BS_FileSysType DB 'FAT12 ' ; 文件系统类型, 必须 8个字节
LABEL_START:
mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax
mov ss, ax
mov sp, BaseOfStack
xor ah, ah ; `.
xor dl, dl ; | 软驱复位
int 13h ; /
; 下面在 A 盘的根目录寻找 LOADER.BIN
; wSectorNo dw 0 == 要读取的扇区号
; 这里将要读取的扇区号赋值为19，且es:bx=9000h:0100 ，则是把扇区号为19的内容读到es:bx中；而且es:bx 按地址计算的话，应该在数据区去了；
mov word [wSectorNo], SectorNoOfRootDirectory ; SectorNoOfRootDirectory equ 19 ; Root Directory 的第一个扇区号
LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN: ; es:bx 始终都没有改变
; wRootDirSizeForLoop dw RootDirSectors ; Root Directory 占用的扇区数， RootDirSectors equ 14
; BaseOfLoader equ 09000h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ---- 段地址
; OffsetOfLoader equ 0100h ; LOADER.BIN 被加载到的位置 ---- 偏移地址
; RootDirSectors equ 14 ; 根目录占用空间
; SectorNoOfRootDirectory equ 19 ; Root Directory 的第一个扇区号
cmp word [wRootDirSizeForLoop], 0 ; `. 判断根目录区是不是已经读完, 根目录区的条目是14个，
jz LABEL_NO_LOADERBIN ; / 如果读完表示没有找到 LOADER.BIN, 否则 wRootDirSizeForLoop - 1
dec word [wRootDirSizeForLoop] ; /
; 以下用于初始化 int13h 的寄存器值
mov ax, BaseOfLoader
mov es, ax ; es <- BaseOfLoader
mov bx, OffsetOfLoader ; bx <- OffsetOfLoader
; 构建缓冲区外部 es:bx over
mov ax, [wSectorNo] ; ax <- Root Directory 中的某 Sector 号
mov cl, 1 ; 每次读取的扇区数目 cl = 1 ；
call ReadSector ; ReadSector 从 dh-磁头号，ch-磁道号，cl-起始扇区号定位的扇区为起点，读取al个扇区到es:bx中，es:bx=9000h:0100
; 字符串
; LoaderFileName db "LOADER BIN", 0 ; LOADER.BIN 之文件名
; 为简化代码, 下面每个字符串的长度均为 MessageLength
; MessageLength equ 9
; BootMessage: db "Booting " ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 0
; Message1 db "Ready. " ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 1
; Message2 db "No LOADER" ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 2
mov si, LoaderFileName ; ds:si -> "LOADER BIN"
mov di, OffsetOfLoader ; es:di -> BaseOfLoader:0100
cld ; cld 清空，df=0,内存地址向高地址增长；
mov dx, 10h ; dx = 16 ，总循环次数
LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN:
cmp dx, 0 ; `. 循环次数控制,
jz LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR ; / 如果已经读完了一个 Sector, 就跳到下一个 Sector
dec dx ; 否则 dx--
mov cx, 11
LABEL_CMP_FILENAME:
cmp cx, 0
jz LABEL_FILENAME_FOUND ; 如果比较了 11 个字符都相等, 表示找到 ,filename = LOADER BIN;
dec cx
lodsb ; ds:si -> al , lodsb把DS:SI指向的存储单元中的数据装入AL或AX，然后根据DF标志增减SI
cmp al, byte [es:di]
jz LABEL_GO_ON
jmp LABEL_DIFFERENT ; 只要发现不一样的字符就表明本 DirectoryEntry
; 不是我们要找的 LOADER.BIN
LABEL_GO_ON:
inc di
jmp LABEL_CMP_FILENAME ; 继续循环
LABEL_DIFFERENT:
and di, 0FFE0h ; else `. di &= E0 为了让它指向本条目开头
add di, 20h ; |
mov si, LoaderFileName ; | di += 20h 下一个目录条目 20h=0010 0000
jmp LABEL_SEARCH_FOR_LOADERBIN; /
LABEL_GOTO_NEXT_SECTOR_IN_ROOT_DIR:
add word [wSectorNo], 1
jmp LABEL_SEARCH_IN_ROOT_DIR_BEGIN
LABEL_NO_LOADERBIN:
mov dh, 2 ; "No LOADER."
call DispStr ; 显示字符串
%ifdef _BOOT_DEBUG_
mov ax, 4c00h ; `.
int 21h ; / 没有找到 LOADER.BIN, 回到 DOS
%else
jmp $ ; 没有找到 LOADER.BIN, 死循环在这里
%endif
LABEL_FILENAME_FOUND: ; 找到 LOADER.BIN 后便来到这里继续
jmp $ ; 代码暂时停在这里
;============================================================================
;变量
wRootDirSizeForLoop dw RootDirSectors ; Root Directory 占用的扇区数，
; 在循环中会递减至零
wSectorNo dw 0 ; 要读取的扇区号
bOdd db 0 ; 奇数还是偶数
;字符串
LoaderFileName db "LOADER BIN", 0 ; LOADER.BIN 之文件名
; 为简化代码, 下面每个字符串的长度均为 MessageLength
MessageLength equ 9
BootMessage: db "Booting " ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 0
Message1 db "Ready. " ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 1
Message2 db "No LOADER" ; 9字节, 不够则用空格补齐. 序号 2
;============================================================================
;----------------------------------------------------------------------------
; 函数名: DispStr
;----------------------------------------------------------------------------
; 作用:
; 显示一个字符串, 函数开始时 dh 中应该是字符串序号(0-based)
DispStr:
mov ax, MessageLength
mul dh
add ax, BootMessage
mov bp, ax ; `.
mov ax, ds ; | ES:BP = 串地址
mov es, ax ; /
mov cx, MessageLength ; CX = 串长度
mov ax, 01301h ; AH = 13, AL = 01h
mov bx, 0007h ; 页号为0(BH = 0) 黑底白字(BL = 07h)
mov dl, 0
int 10h ; int 10h
ret
;----------------------------------------------------------------------------
; 函数名: ReadSector
;----------------------------------------------------------------------------
; 作用:
; 从第 ax 个 Sector 开始, 将 cl 个 Sector 读入 es:bx 中, ax初始值=19
ReadSector:
; -----------------------------------------------------------------------
; 怎样由扇区号求扇区在磁盘中的位置 (扇区号 -> 磁道=柱面号, 起始扇区, 磁头号=磁面)
; 注意扇区号和起始扇区号不同；扇区号对于整个磁盘的全局索引值，而起始扇区号是本磁道的扇区索引值
; -----------------------------------------------------------------------
; 设扇区号为 x
; ┌ 柱面号 = y >> 1
; x ┌ 商 y ┤
; -------------- => ┤ └ 磁头号 = y & 1
; 每磁道扇区数 │
; └ 余 z => 起始扇区号 = z + 1
push bp
mov bp, sp
sub esp, 2 ; 辟出两个字节的堆栈区域保存要读的扇区数: byte [bp-2]
mov byte [bp-2], cl ; 在调用者中， cl 被赋值为1， mov cl, 1
push bx ; 保存 bx
mov bl, [BPB_SecPerTrk] ; bl: 除数 , BPB_SecPerTrk DW 18 ; 每磁道扇区数
div ; y 在 al 中, z 在 ah 中 , div 被除数A 默认存放在AX中（16位以内） 或 AX 和 DX中（32位，DX存放高16位，AX存放低16位）
inc ah ; z ++
mov cl, ah ; cl <- 起始扇区号
mov dh, al ; dh <- y
shr al, 1 ; y >> 1 (y/BPB_NumHeads)
mov ch, al ; ch <- 柱面号
and dh, 1 ; dh & 1 = 磁头号
pop bx ; 恢复 bx
; 至此, "柱面号, 起始扇区, 磁头号" 全部得到
mov dl, [BS_DrvNum] ; 驱动器号 (0 表示 A 盘) ,BS_DrvNum DB 0; 中断 13 的驱动器号
.GoOnReading:
mov ah, 2 ; 读
mov al, byte [bp-2] ; 读 al 个扇区
int 13h
jc .GoOnReading ; 如果读取错误 CF 会被置为 1,
; 这时就不停地读, 直到正确为止
add esp, 2
pop bp
ret
times 510-($-$$) db 0 ; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节
dw 0xaa55 ; 结束标志