Linux源碼分析筆記1 （bootsect.s檔案分析）__Linux

linux0.11源碼分析1 bootsect.s檔案分析 從開機加電到執行main函數的過程 由於linux0.11系統當時儲存在磁碟片上，所以其加電過程主要目的就是從啟動盤載入作業系統程式，完成執行main函數的準備工作。 從開機到mian函數的啟動共分三部分：
第一部分是啟動bios，準備 實模式下的中斷向量表和中斷服務程式。 第二部分是從啟動盤載入作業系統到記憶體 第三部分為執行32位的main函數做過渡工作 第一部分 從硬體來看，Intel將所有的80x86系列的CPU的硬體都設計為加電進入16位實模式運行，加電後指向0xFFFF0位置 BIOS程式在記憶體最開始的位置用1kb的記憶體空間(0x00400~0x004FF)構建中斷向量表。 在緊挨著的地方用256位元組的記憶體空間構建BIOS資料區(0x00400~0x004FF),在56kb以後的位置(0x0E2CE)載入了8kb左右的中斷向量表相應的中斷服務程式。 第二部分

對於linux0.11系統而言，電腦分三批逐次載入作業系統的代碼: 第一批由BIOS中斷int 0x19把第一扇區bootsect的內容載入到記憶體。 第二批和第三批在 bootsect的指揮下，分別把其後的四個扇區和隨後的240個扇區的內容載入至記憶體

對於int 0x19中斷向量所指向的中斷服務程式將軟碟機0號磁頭對應盤面的0磁軌1扇區的內容拷貝至記憶體0x07C00(這個地址屬於DRAM地區)處。該磁軌扇區存放的是bootsect的代碼。 實模式下的最大定址記憶體只有1MB，所以需要規劃記憶體。

bootsect複製自身的作業碼如下：

entry start                                                                  !  表示程式的進入點start:mov ax,#BOOTSEG                                                   mov ds,ax                                                         mov ax,#INITSEG                                                mov es,ax                                                   mov cx,#256                                                 sub si,si                                                   sub di,di                                                      rep                                                             movwjmpi    go,INITSEG  

首先，程式進入start這個進入點，然後將開機磁區被bios載入的位置（即BOOTSEG）進行儲存在ds寄存器中，將要移動的新位置的地址(INITSEG)存入cx寄存器，下面的2條sub指令是分別使其為0x0000，cx為256，並且操作是movw，說明是字複製操作，則總共移動512個位元組。(這裡需要瞭解movw這條指令的執行方式,見本人另一部落格的筆記)

接下來執行的代碼

    jmpi    go,INITSEG                                       go: mov ax,cs                                                      mov ds,ax                                                       mov es,ax                                                         ! put stack at   0x9ff00                                           mov ss,ax                                                           mov sp,#0xFF00      ! arbitrary value >>512

複製完畢後，執行jmpi指令，其意思是跳轉到go:INITSEG, CS的值變為 INITSEG，IP的值變為從INITSEG到go：mov ax，cs的位移。
然後將DS、ES、SS進行調整，把cs當前的值賦給他們，棧頂指標sp指向位移地址為0xFF00處。 注意:SS和SP構成了棧資料在記憶體中的位置。
- 將setup程式載入進記憶體
需要藉助BIOS提供的中斷0x13中斷指向的中斷服務程式來完成。int 0x13把指定的扇區的代碼載入到記憶體的指定位置。
int 0x13是直接磁碟服務，具體的參數和用法參考如此
代碼如下:

mov dx,#0x0000      ! drive 0, head 0                                 mov cx,#0x0002      ! sector 2, track 0                             mov bx,#0x0200      ! address = 512, in INITSEG                     存放位移地址512         mov ax,#0x0200+SETUPLEN ! service 2, nr of sectors                      SETUPLEN是被載入的扇區數，對應參數ALint 0x13            ! read it                                      指向的是磁碟服務程式，根據AH的值對應於02，是讀扇區功能，AL是扇區數jnc ok_load_setup       ! ok - continue                        如果cf標誌為為0，則跳轉mov dx,#0x0000                                                 mov ax,#0x0000      ! reset the diskette                            不為0則重設int 0x13                                                         。  繼續中斷j   load_setup                                                   。返回load_setup位置

前面4個mov是先對參數進行設定，注意第4個mov，給定了AH=02，表明是功能02H讀扇區。AL是扇區數。
然後調用int 0x13中斷，進入中斷服務程式，讀取將磁碟片從第二扇區開始的四個扇區載入至
ES:BX代表的是緩衝區地址，所以bx位移量為512，es的值還是當前段。 載入第三部分代碼

bootsect藉著BIOS中斷int 0x13,將240個扇區的system模組載入進記憶體 載入工作由bootsect調用read it子程式完成，這個子程式將磁碟片第6扇區開始的240個扇區的system模組載入進記憶體的SYSSEG(0x10000)處往後的120kb空間中。
代碼如下:

 ok_load_setup:! Get disk drive parameters, specifically nr of sectors/track            mov dl,#0x00                                                              。DL=磁碟機mov ax,#0x0800      ! AH=8 is get drive parameters                          AH=08表示讀取磁碟機參數int 0x13                                                              。中斷13向量mov ch,#0x00                                                         。ch=柱面seg cs                                                                  。表示下一條指令將使用段超越mov sectors,cx                                 mov ax,#INITSEGmov es,ax! Print some inane message                          mov ah,#0x03        ! read cursor pos                             AH=03是入口參數，在文本座標下，讀取游標各種資訊xor bh,bh                                                        。bh是顯示頁碼int 0x10mov cx,#24                                                     !CH為游標的起始行，CL為游標的終止行mov bx,#0x0007      ! page 0, attribute 7 (normal)                  。bx是顯示頁面mov bp,#msg1                                                        。ES:BP＝顯示字串的地址，msg1在源碼中該檔案的最後面幾行位置mov ax,#0x1301      ! write string, move cursor                          !AH=13表示顯示字串，AL=1表示字串只顯含字元，顯示後，游標位置改變。int 0x10                                                                    !顯示服務的中斷,進行螢幕寫操作

上述就進行了讀取磁碟機參數， 並且列印載入系統的文字資訊。調用int 0x10中斷。
接著，調用read_it函數進行讀取扇區內容，代碼如下:

    read_it:                                          mov ax,es    test ax,#0x0fff             。測試ax中的某有位是否為0，如果為0，則ax為0，將zf置1，否則置0die:    jne die         ! es must be at 64kB boundary    zf不等於0則跳轉    xor bx,bx       ! bx is starting address within segment                     。異或指令rp_read:    mov ax,es    cmp ax,#ENDSEG      ! have we loaded all yet?                  。對兩數進行相減，進行比較    jb ok1_read                                         。判斷2數大小    retok1_read:    seg cs                                                                 mov ax,sectors    sub ax,sread                                    mov cx,ax    shl cx,#9    add cx,bx    jnc ok2_read    je ok2_read    xor ax,ax    sub ax,bx    shr ax,#9ok2_read:    call read_track    mov cx,ax    add ax,sread    seg cs    cmp ax,sectors    jne ok3_read    mov ax,#1    sub ax,head    jne ok4_read    inc trackok4_read:    mov head,ax    xor ax,axok3_read:    mov sread,ax    shl cx,#9    add bx,cx    jnc rp_read    mov ax,es    add ax,#0x1000    mov es,ax    xor bx,bx    jmp rp_read

調用kill_motor函數

/** This procedure turns off the floppy drive motor, so* that we enter the kernel in a known state, and* don't have to worry about it later.*/kill_motor:    push dx    mov dx,#0x3f2    mov al,#0    outb    pop dx    ret

接下來還有一段代碼是確定根檔案系統號的。

通過執行 jmpi 0,SETUPSEG
將跳轉到0x90200處，即setup程式載入的位置，CS:IP指向setup程式的第一條指令。
現在，整個bootsect程式的任務全部完成了