早期版本的bootsect.s

!<br>! SYS_SIZE is the number of clicks (16 bytes) to be loaded.<br>! 0x3000 is 0x30000 bytes &＃61; 196kB, more than enough for current<br>! versions of linux ! SYS_SIZE 是要加载的节数&＃xff08;16 字节为1 节&＃xff09;。0x3000 共为<br>1 2 3 4 5 6<br>0x7c00<br>0x0000<br>0x90000<br>0x10000<br>0xA0000<br>system 模块<br>代码执行位置线路<br>0x90200<br>! 0x30000 字节&＃61;192 kB&＃xff08;上面Linus 估算错了&＃xff09;&＃xff0c;对于当前的版本空间已足够了。<br>!<br>SYSSIZE &＃61; 0x3000 ! 指编译连接后system 模块的大小。参见列表1.2 中第92 的说明。<br>! 这里给出了一个最大默认值。<br>!<br>! bootsect.s (C) 1991 Linus Torvalds<br>!<br>! bootsect.s is loaded at 0x7c00 by the bios-startup routines, and moves<br>! iself out of the way to address 0x90000, and jumps there.<br>!<br>! It then loads &＃39;setup&＃39; directly after itself (0x90200), and the system<br>! at 0x10000, using BIOS interrupts.<br>!<br>! NOTE! currently system is at most 8*65536 bytes long. This should be no<br>! problem, even in the future. I want to keep it simple. This 512 kB<br>! kernel size should be enough, especially as this doesn&＃39;t contain the<br>! buffer cache as in minix<br>!<br>! The loader has been made as simple as possible, and continuos<br>! read errors will result in a unbreakable loop. Reboot by hand. It<br>! loads pretty fast by getting whole sectors at a time whenever possible.<br>!<br>! 以下是前面这些文字的翻译&＃xff1a;<br>! bootsect.s (C) 1991 Linus Torvalds 版权所有<br>!<br>! bootsect.s 被bios-启动子程序加载至0x7c00 (31k)处&＃xff0c;并将自己<br>! 移到了地址0x90000 (576k)处&＃xff0c;并跳转至那里。<br>!<br>! 它然后使用BIOS 中断将&＃39;setup&＃39;直接加载到自己的后面(0x90200)(576.5k)&＃xff0c;<br>! 并将system 加载到地址0x10000 处。<br>!<br>! 注意! 目前的内核系统最大长度限制为(8*65536)(512k)字节&＃xff0c;即使是在<br>! 将来这也应该没有问题的。我想让它保持简单明了。这样512k 的最大内核长度应该<br>! 足够了&＃xff0c;尤其是这里没有象minix 中一样包含缓冲区高速缓冲。<br>!<br>! 加载程序已经做的够简单了&＃xff0c;所以持续的读出错将导致死循环。只能手工重启。<br>! 只要可能&＃xff0c;通过一次取取所有的扇区&＃xff0c;加载过程可以做的很快的。<br>.globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss ! 定义了6 个全局标识符&＃xff1b;<br>.text ! 文本段&＃xff1b;<br>begtext:<br>.data ! 数据段&＃xff1b;<br>begdata:<br>.bss ! 堆栈段&＃xff1b;<br>begbss:<br>.text ! 文本段&＃xff1b;<br>SETUPLEN &＃61; 4 ! nr of setup-sectors<br>! setup 程序的扇区数(setup-sectors)值&＃xff1b;<br>BOOTSEG &＃61; 0x07c0 ! original address of boot-sector<br>! bootsect 的原始地址&＃xff08;是段地址&＃xff0c;以下同&＃xff09;&＃xff1b;<br>INITSEG &＃61; 0x9000 ! we move boot here - out of the way<br>! 将bootsect 移到这里 -- 避开&＃xff1b;<br>SETUPSEG &＃61; 0x9020 ! setup starts here<br>! setup 程序从这里开始&＃xff1b;<br>SYSSEG &＃61; 0x1000 ! system loaded at 0x10000 (65536).<br>! system 模块加载到0x10000&＃xff08;64 kB&＃xff09;处&＃xff1b;<br>ENDSEG &＃61; SYSSEG &＃43; SYSSIZE ! where to stop loading<br>! 停止加载的段地址&＃xff1b;<br>! ROOT_DEV: 0x000 - same type of floppy as boot.<br>! 根文件系统设备使用与引导时同样的软驱设备&＃xff1b;<br>! 0x301 - first partition on first drive etc<br>! 根文件系统设备在第一个硬盘的第一个分区上&＃xff0c;等等&＃xff1b;<br>ROOT_DEV &＃61; 0x306 ! 指定根文件系统设备是第2 个硬盘的第1 个分区。这是Linux 老式的硬盘命名<br>! 方式,具体值的含义如下&＃xff1a;<br>! 设备号&＃61;主设备号*256 &＃43; 次设备号&＃xff08;也即dev_no &＃61; (major<<8) &＃43; minor &＃xff09;<br>! &＃xff08;主设备号&＃xff1a;1-内存,2-磁盘,3-硬盘,4-ttyx,5-tty,6-并行口,7-非命名管道&＃xff09;<br>! 0x300 - /dev/hd0 - 代表整个第1 个硬盘&＃xff1b;<br>! 0x301 - /dev/hd1 - 第1 个盘的第1 个分区&＃xff1b;<br>! …<br>! 0x304 - /dev/hd4 - 第1 个盘的第4 个分区&＃xff1b;<br>! 0x305 - /dev/hd5 - 代表整个第2 个硬盘盘&＃xff1b;<br>! 0x306 - /dev/hd6 - 第2 个盘的第1 个分区&＃xff1b;<br>! …<br>! 0x309 - /dev/hd9 - 第2 个盘的第4 个分区&＃xff1b;<br>! 从linux 内核0.95 版后已经使用与现在相同的命名方法了。<br>entry start ! 告知连接程序&＃xff0c;程序从start 标号开始执行。<br>start: ! 47--56 行作用是将自身(bootsect)从目前段位置0x07c0(31k)<br>! 移动到0x9000(576k)处&＃xff0c;共256 字&＃xff08;512 字节&＃xff09;&＃xff0c;然后跳转到<br>! 移动后代码的go 标号处&＃xff0c;也即本程序的下一语句处。<br>mov ax,#BOOTSEG ! 将ds 段寄存器置为0x7C0&＃xff1b;<br>mov ds,ax<br>mov ax,#INITSEG ! 将es 段寄存器置为0x9000&＃xff1b;<br>mov es,ax<br>mov cx,#256 ! 移动计数值&＃61;256 字&＃xff1b;<br>sub si,si ! 源地址 ds:si &＃61; 0x07C0:0x0000<br>sub di,di ! 目的地址 es:di &＃61; 0x9000:0x0000<br>rep ! 重复执行&＃xff0c;直到cx &＃61; 0<br>movw ! 移动1 个字&＃xff1b;<br>jmpi go,INITSEG ! 间接跳转。这里INITSEG 指出跳转到的段地址。<br>go: mov ax,cs ! 将ds、es 和ss 都置成移动后代码所在的段处(0x9000)。<br>mov ds,ax &＃xff01;由于程序中有堆栈操作(push,pop,call)&＃xff0c;因此必须设置堆栈。<br>mov es,ax<br>! put stack at 0x9ff00. ! 将堆栈指针sp 指向0x9ff00(即0x9000:0xff00)处<br>mov ss,ax<br>mov sp,#0xFF00 ! arbitrary value >>512<br>! 由于代码段移动过了&＃xff0c;所以要重新设置堆栈段的位置。<br>! sp 只要指向远大于512 偏移&＃xff08;即地址0x90200&＃xff09;处<br>! 都可以。因为从0x90200 地址开始处还要放置setup 程序&＃xff0c;<br>! 而此时setup 程序大约为4 个扇区&＃xff0c;因此sp 要指向大<br>! 于&＃xff08;0x200 &＃43; 0x200 * 4 &＃43; 堆栈大小&＃xff09;处。<br>! load the setup-sectors directly after the bootblock.<br>! Note that &＃39;es&＃39; is already set up.<br>! 在bootsect 程序块后紧根着加载setup 模块的代码数据。<br>! 注意es 已经设置好了。&＃xff08;在移动代码时es 已经指向目的段地址处0x9000&＃xff09;。<br>load_setup:<br>! 68--77 行的用途是利用BIOS 中断INT 0x13 将setup 模块从磁盘第2 个扇区<br>! 开始读到0x90200 开始处&＃xff0c;共读4 个扇区。如果读出错&＃xff0c;则复位驱动器&＃xff0c;并<br>! 重试&＃xff0c;没有退路。INT 0x13 的使用方法如下&＃xff1a;<br>! 读扇区&＃xff1a;<br>! ah &＃61; 0x02 - 读磁盘扇区到内存&＃xff1b;al &＃61; 需要读出的扇区数量&＃xff1b;<br>! ch &＃61; 磁道(柱面)号的低8 位&＃xff1b; cl &＃61; 开始扇区(0-5 位)&＃xff0c;磁道号高2 位(6-7)&＃xff1b;<br>! dh &＃61; 磁头号&＃xff1b; dl &＃61; 驱动器号&＃xff08;如果是硬盘则要置位7&＃xff09;&＃xff1b;<br>! es:bx ??指向数据缓冲区&＃xff1b; 如果出错则CF 标志置位。<br>mov dx,#0x0000 ! drive 0, head 0<br>mov cx,#0x0002 ! sector 2, track 0<br>mov bx,#0x0200 ! address &＃61; 512, in INITSEG<br>mov ax,#0x0200&＃43;SETUPLEN ! service 2, nr of sectors<br>int 0x13 ! read it<br>jnc ok_load_setup ! ok - continue<br>mov dx,#0x0000<br>mov ax,#0x0000 ! reset the diskette<br>int 0x13<br>j load_setup<br>ok_load_setup:<br>! Get disk drive parameters, specifically nr of sectors/track<br>! 取磁盘驱动器的参数&＃xff0c;特别是每道的扇区数量。<br>! 取磁盘驱动器参数INT 0x13 调用格式和返回信息如下&＃xff1a;<br>! ah &＃61; 0x08 dl &＃61; 驱动器号&＃xff08;如果是硬盘则要置位7 为1&＃xff09;。<br>! 返回信息&＃xff1a;<br>! 如果出错则CF 置位&＃xff0c;并且ah &＃61; 状态码。<br>! ah &＃61; 0&＃xff0c; al &＃61; 0&＃xff0c; bl &＃61; 驱动器类型&＃xff08;AT/PS2&＃xff09;<br>! ch &＃61; 最大磁道号的低8 位&＃xff0c;cl &＃61; 每磁道最大扇区数(位0-5)&＃xff0c;最大磁道号高2 位(位6-7)<br>! dh &＃61; 最大磁头数&＃xff0c; dl &＃61; 驱动器数量&＃xff0c;<br>! es:di -?? 软驱磁盘参数表。<br>mov dl,#0x00<br>mov ax,#0x0800 ! AH&＃61;8 is get drive parameters<br>int 0x13<br>mov ch,#0x00<br>seg cs ! 表示下一条语句的操作数在cs 段寄存器所指的段中。<br>mov sectors,cx ! 保存每磁道扇区数。<br>mov ax,#INITSEG<br>mov es,ax ! 因为上面取磁盘参数中断改掉了es 的值&＃xff0c;这里重新改回。<br>! Print some inane message ! 在显示一些信息(&＃39;Loading system ...&＃39;回车换行&＃xff0c;共24 个字符)。<br>mov ah,#0x03 ! read cursor pos<br>xor bh,bh ! 读光标位置。<br>int 0x10<br>mov cx,#24 ! 共24 个字符。<br>mov bx,#0x0007 ! page 0, attribute 7 (normal)<br>mov bp,#msg1 ! 指向要显示的字符串。<br>mov ax,#0x1301 ! write string, move cursor<br>int 0x10 ! 写字符串并移动光标。<br>! ok, we&＃39;ve written the message, now<br>! we want to load the system (at 0x10000) ! 现在开始将system 模块加载到0x10000(64k)处。<br>mov ax,#SYSSEG<br>mov es,ax ! segment of 0x010000 ! es &＃61; 存放system 的段地址。<br>call read_it ! 读磁盘上system 模块&＃xff0c;es 为输入参数。<br>call kill_motor ! 关闭驱动器马达&＃xff0c;这样就可以知道驱动器的状态了。<br>! After that we check which root-device to use. If the device is<br>! defined (!&＃61; 0), nothing is done and the given device is used.<br>! Otherwise, either /dev/PS0 (2,28) or /dev/at0 (2,8), depending<br>! on the number of sectors that the BIOS reports currently.<br>! 此后&＃xff0c;我们检查要使用哪个根文件系统设备&＃xff08;简称根设备&＃xff09;。如果已经指定了设备(!&＃61;0)<br>! 就直接使用给定的设备。否则就需要根据BIOS 报告的每磁道扇区数来<br>! 确定到底使用/dev/PS0 (2,28) 还是 /dev/at0 (2,8)。<br>! 上面一行中两个设备文件的含义&＃xff1a;<br>! 在Linux 中软驱的主设备号是2(参见第43 行的注释)&＃xff0c;次设备号 &＃61; type*4 &＃43; nr&＃xff0c;其中<br>! nr 为0-3 分别对应软驱A、B、C 或D&＃xff1b;type 是软驱的类型&＃xff08;2??1.2M 或7??1.44M 等&＃xff09;。<br>! 因为7*4 &＃43; 0 &＃61; 28&＃xff0c;所以 /dev/PS0 (2,28)指的是1.44M A 驱动器,其设备号是0x021c<br>! 同理 /dev/at0 (2,8)指的是1.2M A 驱动器&＃xff0c;其设备号是0x0208。<br>seg cs<br>mov ax,root_dev ! 将根设备号<br>cmp ax,#0<br>jne root_defined<br>seg cs<br>mov bx,sectors ! 取上面第88 行保存的每磁道扇区数。如果sectors&＃61;15<br>! 则说明是1.2Mb 的驱动器&＃xff1b;如果sectors&＃61;18&＃xff0c;则说明是<br>! 1.44Mb 软驱。因为是可引导的驱动器&＃xff0c;所以肯定是A 驱。<br>mov ax,#0x0208 ! /dev/ps0 - 1.2Mb<br>cmp bx,#15 ! 判断每磁道扇区数是否&＃61;15<br>je root_defined ! 如果等于&＃xff0c;则ax 中就是引导驱动器的设备号。<br>mov ax,#0x021c ! /dev/PS0 - 1.44Mb<br>cmp bx,#18<br>je root_defined<br>undef_root: ! 如果都不一样&＃xff0c;则死循环&＃xff08;死机&＃xff09;。<br>jmp undef_root<br>root_defined:<br>seg cs<br>mov root_dev,ax ! 将检查过的设备号保存起来。<br>! after that (everyting loaded), we jump to<br>! the setup-routine loaded directly after<br>! the bootblock:<br>! 到此&＃xff0c;所有程序都加载完毕&＃xff0c;我们就跳转到被<br>! 加载在bootsect 后面的setup 程序去。<br>jmpi 0,SETUPSEG ! 跳转到0x9020:0000(setup.s 程序的开始处)。<br>!!!! 本程序到此就结束了。!!!!<br>! 下面是两个子程序。<br>! This routine loads the system at address 0x10000, making sure<br>! no 64kB boundaries are crossed. We try to load it as fast as<br>! possible, loading whole tracks whenever we can.<br>!<br>! in: es - starting address segment (normally 0x1000)<br>!<br>! 该子程序将系统模块加载到内存地址0x10000 处&＃xff0c;并确定没有跨越64KB 的内存边界。我们试图尽快<br>! 地进行加载&＃xff0c;只要可能&＃xff0c;就每次加载整条磁道的数据。<br>! 输入&＃xff1a;es – 开始内存地址段值&＃xff08;通常是0x1000&＃xff09;<br>sread: .word 1&＃43;SETUPLEN ! sectors read of current track<br>! 当前磁道中已读的扇区数。开始时已经读进1 扇区的引导扇区<br>! bootsect 和setup 程序所占的扇区数SETUPLEN。<br>head: .word 0 ! current head !当前磁头号。<br>track: .word 0 ! current track !当前磁道号。<br>read_it:<br>! 测试输入的段值。必须位于内存地址64KB 边界处&＃xff0c;否则进入死循环。清bx 寄存器&＃xff0c;用于表示当前段内<br>! 存放数据的开始位置。<br>mov ax,es<br>test ax,#0x0fff<br>die: jne die ! es must be at 64kB boundary ! es 值必须位于64KB 地址边界!<br>xor bx,bx ! bx is starting address within segment ! bx 为段内偏移位置。<br>rp_read:<br>! 判断是否已经读入全部数据。比较当前所读段是否就是系统数据末端所处的段(#ENDSEG)&＃xff0c;如果不是就<br>! 跳转至下面ok1_read 标号处继续读数据。否则退出子程序返回。<br>mov ax,es<br>cmp ax,#ENDSEG ! have we loaded all yet? ! 是否已经加载了全部数据&＃xff1f;<br>jb ok1_read<br>ret<br>ok1_read:<br>! 计算和验证当前磁道需要读取的扇区数&＃xff0c;放在ax 寄存器中。<br>! 根据当前磁道还未读取的扇区数以及段内数据字节开始偏移位置&＃xff0c;计算如果全部读取这些未读扇区&＃xff0c;所<br>! 读总字节数是否会超过64KB 段长度的限制。若会超过&＃xff0c;则根据此次最多能读入的字节数(64KB – 段内<br>! 偏移位置)&＃xff0c;反算出此次需要读取的扇区数。<br>seg cs<br>mov ax,sectors ! 取每磁道扇区数。<br>sub ax,sread ! 减去当前磁道已读扇区数。<br>mov cx,ax ! cx &＃61; ax &＃61; 当前磁道未读扇区数。<br>shl cx,#9 ! cx &＃61; cx * 512 字节。<br>add cx,bx ! cx &＃61; cx &＃43; 段内当前偏移值(bx)<br>! &＃61; 此次读操作后&＃xff0c;段内共读入的字节数。<br>jnc ok2_read ! 若没有超过64KB 字节&＃xff0c;则跳转至ok2_read 处执行。<br>je ok2_read<br>xor ax,ax ! 若加上此次将读磁道上所有未读扇区时会超过64KB&＃xff0c;则计算<br>sub ax,bx ! 此时最多能读入的字节数(64KB – 段内读偏移位置)&＃xff0c;再转换<br>shr ax,#9 ! 成需要读取的扇区数。<br>ok2_read:<br>call read_track<br>mov cx,ax ! cx &＃61; 该次操作已读取的扇区数。<br>add ax,sread ! 当前磁道上已经读取的扇区数。<br>seg cs<br>cmp ax,sectors ! 如果当前磁道上的还有扇区未读&＃xff0c;则跳转到ok3_read 处。<br>jne ok3_read<br>! 读该磁道的下一磁头面(1 号磁头)上的数据。如果已经完成&＃xff0c;则去读下一磁道。<br>mov ax,#1<br>sub ax,head ! 判断当前磁头号。<br>jne ok4_read ! 如果是0 磁头&＃xff0c;则再去读1 磁头面上的扇区数据。<br>inc track ! 否则去读下一磁道。<br>ok4_read:<br>mov head,ax ! 保存当前磁头号。<br>xor ax,ax ! 清当前磁道已读扇区数。<br>ok3_read:<br>mov sread,ax ! 保存当前磁道已读扇区数。<br>shl cx,#9 ! 上次已读扇区数*512 字节。<br>add bx,cx ! 调整当前段内数据开始位置。<br>jnc rp_read ! 若小于64KB 边界值&＃xff0c;则跳转到rp_read(156 行)处&＃xff0c;继续读数据。<br>! 否则调整当前段&＃xff0c;为读下一段数据作准备。<br>mov ax,es<br>add ax,#0x1000 ! 将段基址调整为指向下一个64KB 段内存。<br>mov es,ax<br>xor bx,bx ! 清段内数据开始偏移值。<br>jmp rp_read ! 跳转至rp_read(156 行)处&＃xff0c;继续读数据。<br>! 读当前磁道上指定开始扇区和需读扇区数的数据到es:bx 开始处。参见第67 行下对BIOS 磁盘读中断<br>! int 0x13&＃xff0c;ah&＃61;2 的说明。<br>! al – 需读扇区数&＃xff1b;es:bx – 缓冲区开始位置。<br>read_track:<br>push ax<br>push bx<br>push cx<br>push dx<br>mov dx,track ! 取当前磁道号。<br>mov cx,sread ! 取当前磁道上已读扇区数。<br>inc cx ! cl &＃61; 开始读扇区。<br>mov ch,dl ! ch &＃61; 当前磁道号。<br>mov dx,head ! 取当前磁头号。<br>mov dh,dl ! dh &＃61; 磁头号。<br>mov dl,#0 ! dl &＃61; 驱动器号(为0 表示当前驱动器)。<br>and dx,#0x0100 ! 磁头号不大于1。<br>mov ah,#2 ! ah &＃61; 2&＃xff0c;读磁盘扇区功能号。<br>int 0x13<br>jc bad_rt ! 若出错&＃xff0c;则跳转至bad_rt。<br>pop dx<br>pop cx<br>pop bx<br>pop ax<br>ret<br>! 执行驱动器复位操作&＃xff08;磁盘中断功能号0&＃xff09;&＃xff0c;再跳转到read_track 处重试。<br>bad_rt: mov ax,#0<br>mov dx,#0<br>int 0x13<br>pop dx<br>pop cx<br>pop bx<br>pop ax<br>jmp read_track<br>/*<br>* This procedure turns off the floppy drive motor, so<br>* that we enter the kernel in a known state, and<br>* don&＃39;t have to worry about it later.<br>*/<br>! 这个子程序用于关闭软驱的马达&＃xff0c;这样我们进入内核后它处于已知状态&＃xff0c;以后也就无须担心它了。<br>kill_motor:<br>push dx<br>mov dx,#0x3f2 ! 软驱控制卡的驱动端口&＃xff0c;只写。<br>mov al,#0 ! A 驱动器&＃xff0c;关闭FDC&＃xff0c;禁止DMA 和中断请求&＃xff0c;关闭马达。<br>outb ! 将al 中的内容输出到dx 指定的端口去。<br>pop dx<br>ret<br>sectors:<br>.word 0 ! 存放当前启动软盘每磁道的扇区数。<br>msg1:<br>.byte 13,10 ! 回车、换行的ASCII 码。<br>.ascii "Loading system ..."<br>.byte 13,10,13,10 ! 共24 个ASCII 码字符。<br>.org 508 ! 表示下面语句从地址508(0x1FC)开始&＃xff0c;所以root_dev<br>! 在启动扇区的第508 开始的2 个字节中。<br>root_dev:<br>.word ROOT_DEV ! 这里存放根文件系统所在的设备号(init/main.c 中会用)。<br>boot_flag:<br>.word 0xAA55 ! 硬盘有效标识。<br>.text<br>endtext:<br>.data<br>enddata:<br>.bss<br>endbss:<br>