X86汇编语言-从实模式到保护模式—笔记（24）-第13章 程序的动态加载和执行（2）

兰陵月

1.          ;代码清单13-1
   
2.          ;文件名：c13_mbr.asm
   
3.          ;文件说明：硬盘主引导扇区代码
   
4.          ;创建日期：2011-10-28 22:35        ;设置堆栈段和栈指针
   
5.          
   
6.          core_base_address equ 0x00040000   ;常数，内核加载的起始内存地址
   
7.          core_start_sector equ 0x00000001   ;常数，内核的起始逻辑扇区号
   
8.          
   
9.          mov ax,cs      
   
10.          mov ss,ax
    
11.          mov sp,0x7c00
    
12.       
    
13.          ;计算GDT所在的逻辑段地址
    
14.          mov eax,[cs:pgdt+0x7c00+0x02]      ;GDT的32位物理地址
    
15.          xor edx,edx
    
16.          mov ebx,16
    
17.          div ebx                            ;分解成16位逻辑地址
    
18. 
    
19.          mov ds,eax                         ;令DS指向该段以进行操作
    
20.          mov ebx,edx                        ;段内起始偏移地址
    
21. 
    
22.          ;跳过0#号描述符的槽位
    
23.          ;创建1#描述符，这是一个数据段，对应0~4GB的线性地址空间
    
24.          mov dword [ebx+0x08],0x0000ffff    ;基地址为0，段界限为0xFFFFF
    
25.          mov dword [ebx+0x0c],0x00cf9200    ;粒度为4KB，存储器段描述符
    
26. 
    
27.          ;创建保护模式下初始代码段描述符
    
28.          mov dword [ebx+0x10],0x7c0001ff    ;基地址为0x00007c00，界限0x1FF
    
29.          mov dword [ebx+0x14],0x00409800    ;粒度为1个字节，代码段描述符
    
30. 
    
31.          ;建立保护模式下的堆栈段描述符      ;基地址为0x00007C00，界限0xFFFFE
    
32.          mov dword [ebx+0x18],0x7c00fffe    ;粒度为4KB
    
33.          mov dword [ebx+0x1c],0x00cf9600
    
34.          
    
35.          ;建立保护模式下的显示缓冲区描述符   
    
36.          mov dword [ebx+0x20],0x80007fff    ;基地址为0x000B8000，界限0x07FFF
    
37.          mov dword [ebx+0x24],0x0040920b    ;粒度为字节
    
38.          
    
39.          ;初始化描述符表寄存器GDTR
    
40.          mov word [cs: pgdt+0x7c00],39      ;描述符表的界限   
    
41. 
    
42.          lgdt [cs: pgdt+0x7c00]
    
43.       
    
44.          in al,0x92                         ;南桥芯片内的端口
    
45.          or al,0000_0010B
    
46.          out 0x92,al                        ;打开A20
    
47. 
    
48.          cli                                ;中断机制尚未工作
    
49. 
    
50.          mov eax,cr0
    
51.          or eax,1
    
52.          mov cr0,eax                        ;设置PE位
    
53.       
    
54.          ;以下进入保护模式... ...
    
55.          jmp dword 0x0010:flush             ;16位的描述符选择子：32位偏移
    
56.                                             ;清流水线并串行化处理器
    
57.          [bits 32]               
    
58.   flush:                                 
    
59.          mov eax,0x0008                     ;加载数据段(0..4GB)选择子
    
60.          mov ds,eax
    
61.       
    
62.          mov eax,0x0018                     ;加载堆栈段选择子
    
63.          mov ss,eax
    
64.          xor esp,esp                        ;堆栈指针 <- 0
    
65.          
    
66.          ;以下加载系统核心程序
    
67.          mov edi,core_base_address
    
68.       
    
69.          mov eax,core_start_sector
    
70.          mov ebx,edi                        ;起始地址
    
71.          call read_hard_disk_0              ;以下读取程序的起始部分（一个扇区）
    
72.       
    
73.          ;以下判断整个程序有多大
    
74.          mov eax,[edi]                      ;核心程序尺寸
    
75.          xor edx,edx
    
76.          mov ecx,512                        ;512字节每扇区
    
77.          div ecx
    
78. 
    
79.          or edx,edx
    
80.          jnz @1                             ;未除尽，因此结果比实际扇区数少1
    
81.          dec eax                            ;已经读了一个扇区，扇区总数减1
    
82.    @1:
    
83.          or eax,eax                         ;考虑实际长度≤512个字节的情况
    
84.          jz setup                           ;EAX=0 ?
    
85. 
    
86.          ;读取剩余的扇区
    
87.          mov ecx,eax                        ;32位模式下的LOOP使用ECX
    
88.          mov eax,core_start_sector
    
89.          inc eax                            ;从下一个逻辑扇区接着读
    
90.    @2:
    
91.          call read_hard_disk_0
    
92.          inc eax
    
93.          loop @2                            ;循环读，直到读完整个内核
    
94. 
    
95. setup:
    
96.          mov esi,[0x7c00+pgdt+0x02]         ;不可以在代码段内寻址pgdt，但可以
    
97.                                             ;通过4GB的段来访问
    
98.          ;建立公用例程段描述符
    
99.          mov eax,[edi+0x04]                 ;公用例程代码段起始汇编地址
    
100.          mov ebx,[edi+0x08]                 ;核心数据段汇编地址
     
101.          sub ebx,eax
     
102.          dec ebx                            ;公用例程段界限
     
103.          add eax,edi                        ;公用例程段基地址
     
104.          mov ecx,0x00409800                 ;字节粒度的代码段描述符
     
105.          call make_gdt_descriptor
     
106.          mov [esi+0x28],eax
     
107.          mov [esi+0x2c],edx
     
108.       
     
109.          ;建立核心数据段描述符
     
110.          mov eax,[edi+0x08]                 ;核心数据段起始汇编地址
     
111.          mov ebx,[edi+0x0c]                 ;核心代码段汇编地址
     
112.          sub ebx,eax
     
113.          dec ebx                            ;核心数据段界限
     
114.          add eax,edi                        ;核心数据段基地址
     
115.          mov ecx,0x00409200                 ;字节粒度的数据段描述符
     
116.          call make_gdt_descriptor
     
117.          mov [esi+0x30],eax
     
118.          mov [esi+0x34],edx
     
119.       
     
120.          ;建立核心代码段描述符
     
121.          mov eax,[edi+0x0c]                 ;核心代码段起始汇编地址
     
122.          mov ebx,[edi+0x00]                 ;程序总长度
     
123.          sub ebx,eax
     
124.          dec ebx                            ;核心代码段界限
     
125.          add eax,edi                        ;核心代码段基地址
     
126.          mov ecx,0x00409800                 ;字节粒度的代码段描述符
     
127.          call make_gdt_descriptor
     
128.          mov [esi+0x38],eax
     
129.          mov [esi+0x3c],edx
     
130. 
     
131.          mov word [0x7c00+pgdt],63          ;描述符表的界限
     
132.                                        
     
133.          lgdt [0x7c00+pgdt]                  
     
134. 
     
135.          jmp far [edi+0x10]  
     
136.       
     
137. ;-------------------------------------------------------------------------------
     
138. read_hard_disk_0:                        ;从硬盘读取一个逻辑扇区
     
139.                                          ;EAX=逻辑扇区号
     
140.                                          ;DS:EBX=目标缓冲区地址
     
141.                                          ;返回：EBX=EBX+512
     
142.          push eax
     
143.          push ecx
     
144.          push edx
     
145.       
     
146.          push eax
     
147.          
     
148.          mov dx,0x1f2
     
149.          mov al,1
     
150.          out dx,al                       ;读取的扇区数
     
151. 
     
152.          inc dx                          ;0x1f3
     
153.          pop eax
     
154.          out dx,al                       ;LBA地址7~0
     
155. 
     
156.          inc dx                          ;0x1f4
     
157.          mov cl,8
     
158.          shr eax,cl
     
159.          out dx,al                       ;LBA地址15~8
     
160. 
     
161.          inc dx                          ;0x1f5
     
162.          shr eax,cl
     
163.          out dx,al                       ;LBA地址23~16
     
164. 
     
165.          inc dx                          ;0x1f6
     
166.          shr eax,cl
     
167.          or al,0xe0                      ;第一硬盘  LBA地址27~24
     
168.          out dx,al
     
169. 
     
170.          inc dx                          ;0x1f7
     
171.          mov al,0x20                     ;读命令
     
172.          out dx,al
     
173. 
     
174.   .waits:
     
175.          in al,dx
     
176.          and al,0x88
     
177.          cmp al,0x08
     
178.          jnz .waits                      ;不忙，且硬盘已准备好数据传输
     
179. 
     
180.          mov ecx,256                     ;总共要读取的字数
     
181.          mov dx,0x1f0
     
182.   .readw:
     
183.          in ax,dx
     
184.          mov [ebx],ax
     
185.          add ebx,2
     
186.          loop .readw
     
187. 
     
188.          pop edx
     
189.          pop ecx
     
190.          pop eax
     
191.       
     
192.          ret
     
193. 
     
194. ;-------------------------------------------------------------------------------
     
195. make_gdt_descriptor:                     ;构造描述符
     
196.                                          ;输入：EAX=线性基地址
     
197.                                          ;      EBX=段界限
     
198.                                          ;      ECX=属性（各属性位都在原始
     
199.                                          ;      位置，其它没用到的位置0）
     
200.                                          ;返回：EDX:EAX=完整的描述符
     
201.          mov edx,eax
     
202.          shl eax,16                     
     
203.          or ax,bx                        ;描述符前32位(EAX)构造完毕
     
204.       
     
205.          and edx,0xffff0000              ;清除基地址中无关的位
     
206.          rol edx,8
     
207.          bswap edx                       ;装配基址的31~24和23~16  (80486+)
     
208.       
     
209.          xor bx,bx
     
210.          or edx,ebx                      ;装配段界限的高4位
     
211.       
     
212.          or edx,ecx                      ;装配属性
     
213.       
     
214.          ret
     
215.       
     
216. ;-------------------------------------------------------------------------------
     
217.          pgdt             dw 0
     
218.                           dd 0x00007e00      ;GDT的物理地址
     
219. ;-------------------------------------------------------------------------------                             
     
220.          times 510-($-$) db 0
     
221.                           db 0x55,0xaa

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