东北大学 bootblock-只有汉语注释.doc

2000 ! Bootblock 1.4 - Minix boot block. Author: Kees J. Bot 2001 ! 21 Dec 1991 20022016 ! 1. 功能描述：当PC加电后，PC试图读软盘0的第一扇区到0x7C00。如果因为没有可用的磁介质而失败，则它试图从硬盘的第一个扇区读主引导记录（master boot record），该扇区不仅包含可执行代码，也包含硬盘的分区表（DPT，disk partition table）。当他执行时，他将选择活动分区并把他的第一个扇区到0x7C00。本文件包含最终从软盘或从硬盘分区读出的代码，它将从引导设备上加载次级引导代码到内存地址0x10000处，并执行他。次级引导代码在磁盘上的地址是由installboot将24位的扇区号和8位的扇区数（above enddata upwards）。次级引导代码也足够聪明，能够将MINIX内核的不同部分加载到内存，并执行他们直到最后使Minix启动。2017 ! 入口参数：（1）dl寄存器包含用于启动的驱动器（即，本文件的代码来自于该驱动器）。对于第一、第二软驱值是0x00和0x01，对于硬驱是0x80, 0x81, 0x82, or 0x83。（2）如果本代码来自于硬盘，并是主引导记录装载该代码，则对应于引导分区的分区表入口是由es:si传递。2018 2019LOADOFF=0x7C00 ! 0x0000:LOADOFF is where this code is loaded 2020 BOOTSEG=0x1000 ! Secondary boot code segment. 2021 BOOTOFF=0x0030 ! Offset into secondary boot above header 2022 BUFFER =0x0600 ! First free memory 2023 LOWSEC = 8 ! Offset of logical first sector in partition 2024 ! table 2025 2026 ! Variables addressed using bp register 2027 device = 0 ! The boot device 2028 lowsec = 2 ! Offset of boot partition within drive 2029 secpcyl= 6 ! Sectors per cylinder = heads * sectors 这在汇编中是相当普遍的事。将几个值压入堆栈(lines 2043, 2044, and 2046)，并且堆栈指针sp保存在bp中(mov bp, sp - line 2047)。如果2字节值压入堆栈，那么最后的两字节通过0(bp)存取，之后的两字节使用2(bp)存取，等等(见line 2095)。这里有3个变量占用8字节，仅有6字节压入堆栈。lowsec (lines 2043 and 2044) and device (line 2046) 被压入堆栈,但是secpcyl变量如何？ 当最后一个值存储到secpcyl变量中 (line 2110)，bootblock代码的头两个字节被覆盖即第一条指令xor ax, ax instruction (line 2036)被覆盖。这没有关系因为代码再不会跳到开头执行。这个存储不仅是变量需要的2字节，还有push指令需要的存储器。2030 2031 .text 2032 2033 ! Start boot procedure. 2034 2035 boot: 2036 xor ax, ax ! ax = 0x0000, the vector segment 2037 mov ds, ax 第一条指令（xor ax, ax）使AX清0。它比mov ax, #0快。指令中操作符的顺序：mov destination, source/* 设置堆栈，在0：LOADOFF(0:0x7c00)处; 栈底在0:0x7c00处2038 cli ! Ignore interrupts while setting stack 2039 mov ss, ax ! ss = ds = vector segment2040 mov sp, #LOADOFF ! Usual place for a bootstrap stack 2041 sti 当修改ss和sp的值时，必须首先屏蔽中断。堆栈保留着中断完成后返回地址。如果ss和sp寄存器在改变中，并且此时发生中断，则不能预测代码将返回到何处。Cli关中断，sti开中断。#LOADOFF前的（pound）号表示是将LOADOFF的值(0x7C00 - see line 2019)装入，而不是LOADOFF处的内存值。2042 2043 push ax 2044 push ax ! Push a zero lowsec(bp) 2045 2046 push dx ! Boot device in dl will be device(bp) 2047 mov bp, sp ! Using var(bp) is one byte cheaper then var.这里使用了一点技巧。但是想法是：一条立即数指令比一条指定地址模式指令（ss:dispbp）多一个字节。例如，line 2095的指令（mov es, lowsec(bp)）比指令mov es, LOADOFF+lowsec少一个字节。因为boorlock代码和扇区地址（(see lines 2204-2206)）必须放在一个块中(1 block = 2 sectors = 2 * 512 bytes = 1024 bytes)，应该节约空间因为堆栈不占用硬盘空间，硬盘空间通过不在代码中分配空间而节省（使用.data1 or .data2）2048 2049 push es 2050 push si ! es:si = partition table entry if hard disk 如果是硬盘，则es:si是分区表的入口2051 2052 mov di, #LOADOFF+sectors ! char *di = sectors; , 指向每磁道的扇区数/* sectors 是L2200行定义的一个Labledi now points to sectors (line 2200). 2053 2054 testb dl, dl ! Winchester disks if dl = 0x80 2055 jge floppy如果dl中的值是负值，则Testb设置符号位。如果不是负数，jge跳到floppy。记住：0x00 and 0x01对应头两个软盘，0x80, 0x81, 0x82, and 0x83对应14个硬盘。2056 2057 winchester: 2058 2059 ! Get the offset of the first sector of the boot partition from the partition 2060 ! table. The table is found at es:si, the lowsec parameter at offset LOWSEC. 2061 从分区表获得引导分区的第一个扇区的偏移量。由es:si得到分区表，lowsec参数在LOWSEC处2062 eseg ！指令前的eseg表示，使用es作为段寄存器2063 les ax, LOWSEC(si) ! es:ax = LOWSEC+2(si):LOWSEC(si)2064 mov lowsec+0(bp), ax ! Low 16 bits of partitions first sector2065 mov lowsec+2(bp), es ! High 16 bits of partitions first sector 指令前的eseg表示，使用es作为段寄存器。Les指令将源操作数指向值的低16位（es:LOWSEC(si)）装入ax寄存器，将高16位值（es:LOWSEC+2(si)装入 es。注意：es：ax的值由 eseg les ax, LOWSEC(si) 重新复制。因此，es和ax的值在lines 2049-2050.被压入堆栈。？2066 2067 ! Get the drive parameters, the number of sectors is bluntly written into the 2068 ! floppy disk sectors/track array. 2069 获得驱动器参数，扇区数被直接写入软盘扇区或/ 磁道阵列2070 movb ah, #0x08 ! Code for drive parameters 驱动参数代码2071 int 0x13 ! dl still contains drive 指令int 0x13, ah=0x08返回由dl指定的驱动器几何参数。对于硬盘dl0x800x82。int 0x13, ah=0x08返回最大扇区号在cl的06位中，在dh中最大头号（最大扇区头号从0开始）。在2074行将dh值加一，使之从1开始计数。2072 andb cl, #0x3F ! cl = max sector number (1-origin) 2073 movb (di), cl ! Number of sectors per track 每磁道的扇区数存于sector处2074 incb dh ! dh = 1 + max head number (0-origin) 2075 jmp loadboot 2076 2077 ! Floppy: 首先试图读软盘上的第18号扇区。如果失败，则dl中指定的驱动器不是一个1.44M软驱。则试图读软盘的第一道的第15扇区。如果失败，dl指定的驱动器不是1.2的软驱。最后试图读第9扇区（对于360/720软盘）。2082 2083 next: inc di ! Next number of sectors per track di points to sectors (see lines 2052 and 2200). 2084 2085 floppy: xorb ah, ah ! Reset drive int 0x13, ah=0x00 resets the drive specified by dl. 重置由dl指定的驱动器2086 int 0x13 2087 2088 movb cl, (di) ! cl = number of last sector on track 2089 2090 cmpb cl, #9 ! No need to do the last 720K/360K test 2091 je success 2092 2093 ! Try to read the last sector on track 0 试图读一个磁道上的最后一个扇区2094 2095 mov es, lowsec(bp) ! es = vector segment (lowsec = 0) 2096 mov bx, #BUFFER ! es:bx buffer = 0x0000:0x0600 内存中从BUFFER开始的区域到目前位置还没有使用过，因此该区域可用做缓冲区，硬盘的扇区数可以复制到那里，以便测试软驱。2097 mov ax, #0x0201 ! Read sector, #sectors = 1 2098 xorb ch, ch ! Track 0, last sector 2099 xorb dh, dh ! Drive dl, head 0 2100 int 0x13 int 0x13, ah=0x02读扇区从软盘或硬盘。Al指定读取的扇区数，cl的05位指定扇区号，dh指定头号，ch指定柱面号的低8位，cl的67位指定柱面号的高两位。Es：bx指定内存地址。如果int 0x13, ah=0x02指令失败，carry (C) 表示置位。如果C标志置位，jc指令跳转到next2101 jc next ! Error, try the next floppy type 2102 2103success: movb dh, #2 ! Load number of heads for multiply A floppy is a single disk with 2 heads, one for each side. 2104 2105 loadboot: Lines 2105-2153是Lines 2105-2153的核心。在内存地址address处(line 2204)列出的扇区被加载；这些扇区构成了次级引导。扇区数由installboot utility program填补到该地址。2106 ! Load the secondary boot code from the boot device 从引导设备上加载次级引导代码2107 2108 movb al, (di) ! al = (di) = sectors per track 2109 mulb dh ! dh = heads, ax = heads * sectors mulb multiplies al by the operand (in this case dh). The result is placed in ax. 2110 mov secpcyl(bp), ax ! Sectors per cylinder = heads * sectors 2111 2112 mov ax, #BOOTSEG ! Segment to load secondary boot code into 2113 mov es, ax 2114 xor bx, bx ! Load first sector at es:bx = BOOTSEG:0x0000 2115 mov si, #LOADOFF+addresses ! Start of the boot code addresses 2116 load: 2117 mov ax, 1(si) ! Get next sector number: low 16 bits 2118 movb dl, 3(si) ! Bits 16-23 for your 8GB disk2119 xorb dh, dh ! dx:ax = sector within partitionInstallboot使用程序在地址address处填补2个值具有4个字节的表项。第一字节用于计数（count），第2，3，4字节用于扇区号（实际上是一个分区内的扇区偏移见2120-2121的说明）。描述计数（count）的最好方法是在例子中。如果次级引导代码在扇区500, 501, 502, 509, and 510，则在address处由两个表项：第一表项是count3，扇区号500；第二个表项是count2，扇区号是509。2120 add ax, lowsec+0(bp) 2121 adc dx, lowsec+2(bp) ! dx:ax = sector within drive 在address处填补的值是一个分区内的扇区偏移量，而不是绝对扇区号。int 0x13, ah=0x02指令需要绝对扇区号，所以lowsec被加到了偏移中（lowsec是该扇区的第一个扇区）2122 div secpcyl(bp) ! ax = cylinder, dx = sector within cylinder 2123 xchg ax, dx ! ax = sector within cylinder, dx = cylinder 2124 movb ch, dl ! ch = low 8 bits of cylinder 2125 divb (di) ! al = head, ah = sector (0-origin) Divb指令使用操作数（di）除以ax。Di指向的内存单元包含有每道的扇区数, 将商放在al中，余数存于ah。2126 xorb dl, dl ! About to shift bits 8-9 of cylinder into dl 2127 shr dx, #1 2128 shr dx, #1 ! dl6.7 = high cylinder 2129 orb dl, ah ! dl0.5 = sector (0-origin) 2130 movb cl, dl ! cl0.5 = sector, cl6.7 = high cyl 2131 incb cl ! cl0.5 = sector (1-origin) 2132 movb dh, al ! dh = al = head 2133 movb dl, device(bp) ! dl = device to read 2134 movb al, (di) ! Sectors per track - Sector number (0-origin) 2135 subb al, ah ! = Sectors left on this track2136 cmpb al, (si) ! Compare with # sectors to read2137 jbe read ! Cant read past the end of a cylinder?2138 movb al, (si) ! (si) 0 2182 2183 mov si, #LOADOFF+rderr ! String to print Note that the strings on lines 2195-2196 occupy consecutive memory addresses and end at errend. One character at a time is printed until errend is reached. 2184 print: lodsb ! al = *si+ is char to be printed 2185 movb ah, #0x0E ! Print character in teletype mode 2186 mov bx, #0x0001 ! Page 0, foreground color 2187 int 0x10 ! Call BIOS VIDEO_IO int 0x10, ah=0x10 prints the character in al to the current cursor position and advances the cursor. bh holds the active page and bl holds the foreground color. 2188 cmp si, #LOADOFF+errend ! End of string reached? 2189 jb print Note that after reaching errend, the code falls through to hang. 2190 2191 ! Hang forever waiting for CTRL-ALT-DEL 2192 hang: jmp hang 2193 2194.data 2195 rderr: .ascii Read error 2196 errno: .ascii 00 2197 errend: 2198 2199 ! Floppy disk sectors per track for the 1.44M, 1.2M and 360K/720K types: 2200