从零开始写一个操作系统内核笔记(三)

BootLoader引导启动程序

组成2部分:
1.Boot引导程序:主要负责启动和加载Loader程序。
2.Loader引导加载程序:用于完成配置硬件工作环境、引导加载内核等任务。

Boot引导程序

在这里插入图片描述
计算机上电启动 →
BIOS上电自检(检测硬件是否异常) →
根据BIOS启动配置选择引导设备(软盘、默认:硬盘、U盘、网络启动)

BIOS启动原理

BIOS自检结束后会从启动项(软盘、硬盘…)去启动设备
BIOS会读取第0磁头第0磁道第一扇区,的521 字节如果最后两字节是以 0x55 和 0xaa结尾那么久认为是引导扇区。
然后将这个扇区的内容复制到物理内存0x7c00处。
512B的内容是完全不够实现一个加载程序的,所以Boot引导作为一级助推。干完了加载第一扇区的活接下来的活接下来就交给软件控制了。

org 0x7c00;程序加载到的内存
BaseOfStack equ 0x7c00
Label_Start:
mov ax,cs;取代码段寄存器0x7c00
mov ds,ax ;设置数据段寄存器
mov es,ax ;设置附加寄存器
mov ss,ax ;设置栈顶
mov sp,BaseOfStack ;设置栈底
;清屏 相当于窗口的滚动条 滚动了指定行 实现清屏
mov ax,0600h ;按指定范围滚动窗口
mov bx,0700h;设置显示的属性
mov cx,0;滚动范围的左上角坐标行列号
mov dx,184fh;.....右下角行列号
int 0x10
;设置光标位置
mov ax,0200h ;AH02 功能:设置屏幕光标位置
mov bx,0000h ;BH页码
mov dx,0000h ;dx 游标的列行数
int 0x10 ;调用硬件中断 实现光标设置

上面的代码其实就是传入几个参数然后清屏、设置光标平时用浏览器的时候会拉滚动条其实就是换一页没写入数据的显存,上面代码没什么太大的显示处理的代码没什么意义不需要完全理解。

mov ax,1301h;AH = 13h显示一行字符 AL = 01h 显示字符串光标移动到字符串末尾
mov bx,000fh; BH:页码 BL:字符属性/颜色属性
mov dx,0000h;游标的坐标行列号
mov cx,10;字符串的长度
push ax ;保存ax
mov ax,ds ;得到数据段地址
mov es,ax ;附加段 设置为 数据段
pop ax ;恢复ax
mov bp,StartBootMessage ;ES:BP 段偏移 << 4 + bp 放的是要显示的字符
int 0x10

上面是显示一字符串,Start Booting…

jmp $ ;让系统停在这 死循环
StartBootMessage db "Start Boot"
times 510 -($ - $$) db 0 ;计算前面代码用了多少字节 填充00到剩余 直到510字节
dw 0xaa55 ;识别引导扇区标识

把上面所有的代码保存编译一下

nasm boot.asm -o boot.bin
dd if=boot.bin of=boot.img bs=512 count=1 conv=notrunc
if = boot.bin 源文件名 of = boot.img 指定输出名 bs =512 指定 count=1 conv = notrunc

在这里插入图片描述

bochs -f bochsrc.txt 启动bochs

在这里插入图片描述
注意:硬盘文件和配置文件我放在了同一个目录下。

加载Loader程序到内存

如果每一次都将要读的扇区写入汇编代码,然后修改引导扇区这样后面随着代码的不断更改需要不停地更改所以为了后面更好的偷懒,所以实现一个简单的FAT12文件系统来实现装载程序。
在这里插入图片描述

引导扇区
包含:引导程序, FAT12文件系统的整个组成结构信息(描述FAT12系统对磁盘扇区的管理情况)。

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BS_OEMName:记录制造商的名字。
BPB_SecPerClus:描述每簇扇区数,你看看你的文件如果写入一个 a 实际上占用的空间肯定不是一个字节。因为存储的最小单位是簇定义为2 的n次方个字节为一个簇。
BPB_RsvdSecCnt:保留扇区数量。第一个引导扇区是保留扇区所以要至少要设置为1,保留扇区是头开始的。
BPB_NumFATs:指定FAT文件系统中FAT表的份数,建议为2,一个为主表,一个作为备份,都是存储一样的数据。
BPB_RootEntCnt:指定根目录项数。FAT12文件系统,这个数值乘以 32 必须是- BPB_BytesPerSec的偶数倍。
BPB_ToSec16:记录着总扇区数。包含保留扇区、FAT表、根目录区以及数据区占用户的全部扇区数,为0 时 BPB_TotSec32字段必须是非0值。
BpB_Media:描述存储介质类型。对于不可移动的存储介质而言,标准值是0xF8.对于可移动的存储介质,常用值为0XF0。
BPB_FATSz16:记录着Fat表占用的扇区数。FAT表1和FAT表2拥有相同的容量,它们的容量均有此值记录。
BS_VolLab:指定卷标,就是windows或Linux系统中显示的磁盘名。
BS_FileSysType:描述文件系统类型.如:“FAT12” 本质是一个字符串。

在这里插入图片描述

FAT表

簇的长度为:BPB_BytesPerSec * BPB_SecPerClus 字节

根目录区和数据区

根目录区和数据区都保存着与文件相关的数据,只不过根目录区只能保存目录项信息，而数据区不但可以保存目录信息，还可以保存文件内数据。
在这里插入图片描述

org 0x7c00
BaseOfStack equ 0x7c00
BaseOfLoader equ 0x1000
OffsetOfLoader equ 0x00

RootDirSectors equ 14
Sector

…未完成

草帽boy7

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