第13章 程序的动态加载和执行（一，引导）

这个引导扇区的代码没什么困难，比较容易读懂。较上一章不同的是，引导扇区除了给本身代码准备GDT之外，还要给“简易操作系统”准备GDT。本章中的引导扇区代码，内核代码，用户代码一定的要弄的清楚明白熟悉后才能进行后面的概念，因为后面的“任务切换”等概念都是建立在这三段代码之上的，本篇只讨论引导扇区代码。

代码如下：

         ;代码清单13-1;文件名：c13_mbr.asm;文件说明：硬盘主引导扇区代码 ;创建日期：2011-10-28 22:35        ;设置堆栈段和栈指针 core_base_address equ 0x00040000   ;常数，内核加载的起始内存地址 core_start_sector equ 0x00000001   ;常数，内核的起始逻辑扇区号 mov ax,cs      mov ss,axmov sp,0x7c00;计算GDT所在的逻辑段地址mov eax,[cs:pgdt+0x7c00+0x02]      ;GDT的32位物理地址 xor edx,edxmov ebx,16div ebx                            ;分解成16位逻辑地址 mov ds,eax                         ;令DS指向该段以进行操作mov ebx,edx                        ;段内起始偏移地址 ;跳过0#号描述符的槽位 ;创建1#描述符，这是一个数据段，对应0~4GB的线性地址空间mov dword [ebx+0x08],0x0000ffff    ;基地址为0，段界限为0xFFFFFmov dword [ebx+0x0c],0x00cf9200    ;粒度为4KB，存储器段描述符 ;创建保护模式下初始代码段描述符mov dword [ebx+0x10],0x7c0001ff    ;基地址为0x00007c00，界限0x1FF mov dword [ebx+0x14],0x00409800    ;粒度为1个字节，代码段描述符 ;建立保护模式下的堆栈段描述符      ;基地址为0x00007C00，界限0xFFFFE mov dword [ebx+0x18],0x7c00fffe    ;粒度为4KB mov dword [ebx+0x1c],0x00cf9600;建立保护模式下的显示缓冲区描述符   mov dword [ebx+0x20],0x80007fff    ;基地址为0x000B8000，界限0x07FFF mov dword [ebx+0x24],0x0040920b    ;粒度为字节;初始化描述符表寄存器GDTRmov word [cs: pgdt+0x7c00],39      ;描述符表的界限   lgdt [cs: pgdt+0x7c00]in al,0x92                         ;南桥芯片内的端口 or al,0000_0010Bout 0x92,al                        ;打开A20cli                                ;中断机制尚未工作mov eax,cr0or eax,1mov cr0,eax                        ;设置PE位;以下进入保护模式... ...jmp dword 0x0010:flush             ;16位的描述符选择子：32位偏移;清流水线并串行化处理器[bits 32]               flush:                                  mov eax,0x0008                     ;加载数据段(0..4GB)选择子mov ds,eaxmov eax,0x0018                     ;加载堆栈段选择子 mov ss,eaxxor esp,esp                        ;堆栈指针 <- 0 ;以下加载系统核心程序 mov edi,core_base_address mov eax,core_start_sectormov ebx,edi                        ;起始地址 call read_hard_disk_0              ;以下读取程序的起始部分（一个扇区） ;以下判断整个程序有多大mov eax,[edi]                      ;核心程序尺寸xor edx,edx mov ecx,512                        ;512字节每扇区div ecxor edx,edxjnz @1                             ;未除尽，因此结果比实际扇区数少1 dec eax                            ;已经读了一个扇区，扇区总数减1 @1:or eax,eax                         ;考虑实际长度≤512个字节的情况 jz setup                           ;EAX=0 ?;读取剩余的扇区mov ecx,eax                        ;32位模式下的LOOP使用ECXmov eax,core_start_sectorinc eax                            ;从下一个逻辑扇区接着读@2:call read_hard_disk_0inc eaxloop @2                            ;循环读，直到读完整个内核 setup:mov esi,[0x7c00+pgdt+0x02]         ;不可以在代码段内寻址pgdt，但可以;通过4GB的段来访问;建立公用例程段描述符mov eax,[edi+0x04]                 ;公用例程代码段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x08]                 ;核心数据段汇编地址sub ebx,eaxdec ebx                            ;公用例程段界限 add eax,edi                        ;公用例程段基地址mov ecx,0x00409800                 ;字节粒度的代码段描述符call make_gdt_descriptormov [esi+0x28],eaxmov [esi+0x2c],edx;建立核心数据段描述符mov eax,[edi+0x08]                 ;核心数据段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x0c]                 ;核心代码段汇编地址 sub ebx,eaxdec ebx                            ;核心数据段界限add eax,edi                        ;核心数据段基地址mov ecx,0x00409200                 ;字节粒度的数据段描述符 call make_gdt_descriptormov [esi+0x30],eaxmov [esi+0x34],edx ;建立核心代码段描述符mov eax,[edi+0x0c]                 ;核心代码段起始汇编地址mov ebx,[edi+0x00]                 ;程序总长度sub ebx,eaxdec ebx                            ;核心代码段界限add eax,edi                        ;核心代码段基地址mov ecx,0x00409800                 ;字节粒度的代码段描述符call make_gdt_descriptormov [esi+0x38],eaxmov [esi+0x3c],edxmov word [0x7c00+pgdt],63          ;描述符表的界限lgdt [0x7c00+pgdt]                  jmp far [edi+0x10]  ;-------------------------------------------------------------------------------
read_hard_disk_0:                        ;从硬盘读取一个逻辑扇区;EAX=逻辑扇区号;DS:EBX=目标缓冲区地址;返回：EBX=EBX+512 push eax push ecxpush edxpush eaxmov dx,0x1f2mov al,1out dx,al                       ;读取的扇区数inc dx                          ;0x1f3pop eaxout dx,al                       ;LBA地址7~0inc dx                          ;0x1f4mov cl,8shr eax,clout dx,al                       ;LBA地址15~8inc dx                          ;0x1f5shr eax,clout dx,al                       ;LBA地址23~16inc dx                          ;0x1f6shr eax,clor al,0xe0                      ;第一硬盘  LBA地址27~24out dx,alinc dx                          ;0x1f7mov al,0x20                     ;读命令out dx,al.waits:in al,dxand al,0x88cmp al,0x08jnz .waits                      ;不忙，且硬盘已准备好数据传输 mov ecx,256                     ;总共要读取的字数mov dx,0x1f0.readw:in ax,dxmov [ebx],axadd ebx,2loop .readwpop edxpop ecxpop eaxret;-------------------------------------------------------------------------------
make_gdt_descriptor:                     ;构造描述符;输入：EAX=线性基地址;      EBX=段界限;      ECX=属性（各属性位都在原始;      位置，其它没用到的位置0） ;返回：EDX:EAX=完整的描述符mov edx,eaxshl eax,16                     or ax,bx                        ;描述符前32位(EAX)构造完毕and edx,0xffff0000              ;清除基地址中无关的位rol edx,8bswap edx                       ;装配基址的31~24和23~16  (80486+)xor bx,bxor edx,ebx                      ;装配段界限的高4位or edx,ecx                      ;装配属性 ret;-------------------------------------------------------------------------------pgdt             dw 0dd 0x00007e00      ;GDT的物理地址
;-------------------------------------------------------------------------------                             times 510-($-$$) db 0db 0x55,0xaa

体会：这段代码很有意思，阅读思考的过程中就感觉自己站在CPU旁边观察CPU运行一样，让人着迷，可以看出本书作者的编程功底相当深厚的，这些汇编写的都很优雅。










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