【0】README

• 0.0） source code from orange’s implemention of a os and for complete code , please visit https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/blob/master/boot.asm
• 0.1）本代碼僅用于在 根目錄區(qū)條目中尋找 與 boot代碼定義的LoaderFileName 相同文件名 的 條目，僅此而已，該文件名是loader.bin，需要加載入內(nèi)存繼續(xù)運(yùn)行的代碼文件；（因為找到該文件后， 最后一句指令執(zhí)行了 jmp $，所以處理器執(zhí)行后就停在那里不動，所以這里沒有給出運(yùn)行結(jié)果示意圖）
• 0.2） 就本os而言，即orange’s os ，”在根目錄區(qū)尋找某文件對應(yīng)的根目錄條目“這個任務(wù) 是在 引導(dǎo)扇區(qū)中的引導(dǎo)程序boot 中完成的，而且 boot 后面還要完成 ”把 os 的 加載程序loader copy 到 0x09000:0100處“的任務(wù)，注意這與linux 是不同的；
• 0.3）即是說，orange’s os 中的啟動程序boot 執(zhí)行了兩個任務(wù)： os引導(dǎo)程序boot 在根目錄區(qū)尋找os加載程序文件loader 對應(yīng)的根目錄條目 + os引導(dǎo)程序boot 從扇區(qū)拷貝os加載程序loader文件到內(nèi)存（boot copy kernel to mem in the same method）

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【1】Source Code

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; 函數(shù)名: ReadSector
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; 作用:
; 從第 ax 個 Sector 開始, 將 cl 個 Sector 讀入 es:bx 中, ax初始值=19
ReadSector:
; ———————————————————————–
; 怎樣由扇區(qū)號求扇區(qū)在磁盤中的位置 (扇區(qū)號 -> 磁道=柱面號, 起始扇區(qū), 磁頭號=磁面)
; 注意扇區(qū)號和起始扇區(qū)號不同；扇區(qū)號對于整個磁盤的全局索引值，而起始扇區(qū)號是本磁道的扇區(qū)索引值
; ———————————————————————–
; 設(shè)扇區(qū)號為 x
; ┌ 柱面號 = y >> 1
; x ┌ 商 y ┤
; ————– => ┤ └ 磁頭號 = y & 1
; 每磁道扇區(qū)數(shù) │
; └ 余 z => 起始扇區(qū)號 = z + 1

push bpmov bp, spsub esp, 2 ; 辟出兩個字節(jié)的堆棧區(qū)域保存要讀的扇區(qū)數(shù): byte [bp-2]mov byte [bp-2], cl ; 在調(diào)用者中， cl 被賦值為1， mov cl, 1push bx ; 保存 bxmov bl, [BPB_SecPerTrk] ; bl: 除數(shù) , BPB_SecPerTrk DW 18 ; 每磁道扇區(qū)數(shù)div ; y 在 al 中, z 在 ah 中 , div 被除數(shù)A 默認(rèn)存放在AX中（16位以內(nèi)） 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 <- 起始扇區(qū)號mov dh, al ; dh <- yshr al, 1 ; y >> 1 (y/BPB_NumHeads)mov ch, al ; ch <- 柱面號and dh, 1 ; dh & 1 = 磁頭號pop bx ; 恢復(fù) bx; 至此, "柱面號, 起始扇區(qū), 磁頭號" 全部得到mov dl, [BS_DrvNum] ; 驅(qū)動器號 (0 表示 A 盤) ,BS_DrvNum DB 0; 中斷 13 的驅(qū)動器號 .GoOnReading:mov ah, 2 ; 讀mov al, byte [bp-2] ; 讀 al 個扇區(qū)int 13hjc .GoOnReading ; 如果讀取錯誤 CF 會被置為 1, ; 這時就不停地讀, 直到正確為止add esp, 2pop bpret

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【2】把文件加載到內(nèi)存的步驟：尋找文件 + 定位文件 + 讀入內(nèi)存

• 2.1）尋找文件方法：
• • 2.1.a） 將根目錄的第一個扇區(qū)（如第19個全局扇區(qū)）讀入到起始地址為 es:bx=9000h:0100（該地址其實 是在軟盤中的數(shù)據(jù)區(qū)去了） ，循環(huán)下去的話，讀第20、21、….扇區(qū)，而es:bx=9000h:0100 永不改變；
• • 2.1.b） 因為一個 sector = 512Bytes， 而根目錄條目=32Bytes，所以一個扇區(qū)就含有16個條目，我們要遍歷這16個條目，并將條目中的DIR_NAME屬性（即文件名）和boot 代碼中靜態(tài)的 LoaderFileName 做比較，如果完全匹配的話，那該DIR_NAME所在的條目就是我們要找的根目錄條目， 如果不匹配話，轉(zhuǎn)向 步驟c；
• • 2.1.c） add di, offeh , 使得di 指向該條目開頭（因為在發(fā)現(xiàn)條目中的DIR_NAME 與 LoaderFileName 不等的時候，di指向的是DIR_NAME 的下一個字節(jié)），然后 add di, 20h（32個字節(jié)，一個條目大小為32字節(jié)） ， di指向下一條目開頭，繼續(xù)循環(huán)比較；如果 第一個扇區(qū)的16個根目錄條目都比較完了，轉(zhuǎn)向步驟a，只不過該讀當(dāng)前扇區(qū)的下一個扇區(qū)了；
    Return）該步驟完成后，若尋找文件成功，返回的是 滿足 DIR_NAME==LoaderFileName 的 根目錄條目；
    （Attention）： 你要知道根目錄條目是多么 的重要，因為它存儲有 （文件名 + 文件屬性 + 最后一次寫入時間 + 最后一次寫入日期 + 此條目對應(yīng)的開始簇號 + 文件大小） 等信息；這個根目錄條目 ，不可小覷；

• 2.2）定位文件方法（本代碼還未涉及到）：（參見 http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/48391467 【2.2】文件分配表-FAT 看個荔枝）“

• 如FAT所在扇區(qū)（一個扇區(qū)512字節(jié)）存儲值為：F0 FF FF FF 8F 00 FF FF FF FF FF FF 09 A0 00 FF , 0F 00 00 ；
  則簇號分別為：0-FF0 1-FFF 2-FFF 3-008 4-FFF 5-FFF 6-FFF 7-FFF 8-009 9-00A A-FFF
  如果根目錄去中有條目記載某文件A 的 DIR_FstClus=3的話，則對應(yīng)第3個FAT項，結(jié)合上一行，我們知道FAT3==008，所以下一個簇號是8-009 , 以此類推9-00A、 A-FFF。FFF就表示這個簇是最后一個簇了。
  Conclusion：找出該文件在數(shù)據(jù)區(qū)中對應(yīng)的所有簇，就定位了該文件了；

• 2.3）讀入內(nèi)存方法（先定位全局扇區(qū)，再對寄存器編程）：
  
  （上圖錯誤更正）應(yīng)該是怎樣由扇區(qū)號求扇區(qū)在磁盤中的位置，不是定位文件；
  

• 如何讀取扇區(qū)內(nèi)容到內(nèi)存？ 參見 source code 中的 ReadSector 函數(shù)。

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【3】總結(jié)

• 3.1）首先你要想，尋找文件？ 為什么要尋找文件，是因為，我們boot代碼要加載loader 代碼進(jìn)入內(nèi)存，而loader代碼在軟盤上（硬盤）上，所以我們就要在軟盤上尋找該文件。
  為什么boot和loader 不寫在同一個程序中？因為 引導(dǎo)扇區(qū)只裝的下最多 512B，所以要把boot程序和 loader 程序分開來存放，然后再由 boot 跳轉(zhuǎn)到 loader程序去執(zhí)行；

• 3.2）怎樣尋找？ 要知道FAT12軟盤中的 根目錄區(qū)條目存儲有 所有文件的相關(guān)信息，最重要的就是文件名。通過 利用ReadSector函數(shù) 實現(xiàn) “怎樣由扇區(qū)號求扇區(qū)在磁盤中的位置 (扇區(qū)號 -> 磁道=柱面號, 起始扇區(qū), 磁頭號=磁面)”的功能【暫且叫定位扇區(qū)功能，因為一個扇區(qū)最直觀的表示是全局扇區(qū)號，而扇區(qū)在軟盤中的表示是由3個維度來進(jìn)行：磁頭號（盤面號0,1），磁柱=磁道號，該磁道的上的扇區(qū)號來確定】，
  我們就把根目錄區(qū)的第一個全局扇區(qū)號（循環(huán)，就進(jìn)入當(dāng)前扇區(qū)的下一個扇區(qū)號），如FAT12 的根目錄區(qū)第一個扇區(qū)號為19（相對于根目錄區(qū)而言是1，而對于全局而言是19），傳入ReadSector函數(shù)，將傳入的扇區(qū)內(nèi)容讀入到 es:bx；下一步，我們就把 es:bx中的根目錄條目的FIR_NAME 和 boot代碼中靜態(tài)寫死的文件名LoaderFileName 進(jìn)行比較；

• • 3.2.1）若相等，則文件尋找成功，返回當(dāng)前所比較的根目錄條目（即是LoaderFileName ==DIR_NAME所在的條目）。要知道一個扇區(qū)=512Bytes，一個根目錄條目=32Bytes，所以一個扇區(qū)==16個根目錄條目， 所以要在es：bx 處比較16次，是個循環(huán)比較；
• • 3.2.2）如果比較不成功，全局扇區(qū)號加1（當(dāng)前為19，加1為20，以此類推），循環(huán)下去，直到找到與LoaderFileName 相等的 根目錄條目，或者，遍歷完 根目錄條目的所有扇區(qū)（如 根目錄條目扇區(qū)數(shù)量為14，當(dāng)然，這個是由FAT12的引導(dǎo)扇區(qū)設(shè)置的，可以變化的）

• （Attention）：其實，你也看到了，要尋找文件，免不了要去定位全局扇區(qū)號（磁頭號，磁道號，該磁道上的扇區(qū)號），定位后，還要讀取該扇區(qū)到內(nèi)存的某個位置，讀入后，還要對該內(nèi)存的某些特定值進(jìn)行比較操作，比較結(jié)果有成功，有失敗；成功后，返回的是比較成功的當(dāng)前根目錄條目值；這就知道了Loader文件在 根目錄區(qū)的描述了，包括（文件名 + 文件屬性 + 最后一次寫入時間 + 最后一次寫入日期 + 此條目對應(yīng)的開始簇號 + 文件大小），接下來，我們就把 Loader 文件加載到內(nèi)存，準(zhǔn)備開始運(yùn)行該Loader文件了。source code 參見 p114.asm >> https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/blob/master/p114.asm

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的os引导程序boot 在根目录区寻找os加载程序文件loader 对应的根目录条目的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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