06-07-08 - 突破512字节的限制

news2024/11/15 11:18:23

---- 整理自狄泰软件唐佐林老师课程

1. 突破限制的准备工作

  • 辅助函数
    • 字符串打印
    • 软盘读取
    • 内存比较
    • 根目录区查找

1.1 字符串打印

问题：

  • 主引导程序中如何进行字符串的打印？

1.1.1 BIOS中的字符串打印

指定打印参数（AX = 0x1301，BX = 0x0007）
指定打印字符串的内存地址（ES:BP = 串地址）
指定字符串的长度（CX = 串长度）
中断调用（int 0x10）
  • 字符串打印示例
; 指定字符串地址
mov ax, msg
mov bp, ax
mov ax, ds
mov es, ax

; 指定字符串长度
mov cx, 6

; 指定打印参数
mov ax, 0x1301
mov bx, 0x0007

; 中断调用
int 0x10

1.1.2 汇编小贴士

  • 汇编中可以定义 函数（函数名使用标签定义）
    • call function
    • 函数体的最后一条指令为 ret
  • 如果代码中定义了函数，那么需要定义 栈空间
    • 用于保存关键寄存器的值
    • 栈顶地址通过 sp寄存器 保存
  • 汇编中的 “常量定义”（equ）
    • 用法：CHANGLIANG equ 0x7c00 ; #define CHANGLIANG 0x7c00
    • 与（db，dw，dd）的区别：
      • dx 定义 会占用 相应的内存空间
      • equ 定义 不会占用 任何内存空间

1.1.3 编程实验：定义打印函数print

  • print
    【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 06 / 00print

只打印6个字符：
在这里插入图片描述

  • print2

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【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 06 / 01print2

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1.2 软盘读取

问题：

  • 主引导程序中如何读取指定扇区处的数据？

1.2.1 软盘的构造

  • 一个软盘有 2个盘面，每个盘面对应 1个磁头
  • 每一个盘面 被划分为若干个圆圈，成为 若干个柱面（磁道）
  • 每一个柱面 被划分为 若干个扇区，每个扇区512字节

在这里插入图片描述

  • 3.5寸软盘 的数据特性
    • 每一个盘面一共有80个柱面（编号0~79）
    • 每一个柱面有18个扇区（编号1~18）
    • 存储大小：2 * 80 * 18 * 512Byte = 1440 KB
1张软盘2个盘面编号0~1
1个盘面80个柱面（磁道）编号0~79
1个柱面18个扇区编号1~18
1个扇区512字节–

1.2.2 软盘数据的读取

  • 软盘数据以扇区（512字节）为单位进行读取
  • 指定数据所在位置的磁头号（哪个盘面） 、柱面号、扇区号
  • 计算公式：逻辑扇区号（相对扇区号）/ 柱面扇区数

在这里插入图片描述

1.2.3 BIOS中的软盘数据读取（int 0x13）

在这里插入图片描述

注：

  • 执行：锁定/解锁驱动器
  • 输入：
    DL = 驱动器号
    AL = 00h 锁定驱动器
    AL = 01h 驱动器解锁
    AL = 02h 返回锁定/解锁状态
    AL = 03h-FFh 保留
  • 返回：
    CF = 0, AH = 0 成功
    CF = 1, AH = 错误码
  • 这个调用用来锁定指定驱动器中的介质

1.2.4 软盘数据读取流程

==> 指定逻辑扇区号AX、指定读取扇区数CX
==> 指定内存位置（ES:BX）
==> 重置软驱状态
==> 根据逻辑扇区号计算：柱面号、磁头号、扇区号
==> int 0x13
==> ret

在这里插入图片描述

1.2.5 汇编小贴士

  • 汇编中的16位除法操作 div
    • 被除数放到AX寄存器
    • 除数放到通用寄存器或内存单元（8位）
    • 结果：商位于AL，余数位于AH
      • 被除数 ➗ 除数 ＝ 商 ...... 余数
      • AX ➗ 通用reg或内存单元 ＝ AL ...... AH

1.2.6 编程实验：磁盘数据的读取

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 06 / 02read

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1.3 内存比较

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1.3.1 整体思路

FAT12文件格式数据区
根目录区
FAT2
FAT1
引导扇区

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问题：

  • 如何在根目录区查找目标文件？
  • 通过根目录区中的 目录项的前11个字节（DIR_Name）进行判断

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1.3.2 内存内容比较

指定源起始地址（DS:SI）
指定目标起始地址（ES:DI）
判断在期望长度（CX）内每一个字节是否相等

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1.3.3 汇编小贴士

  • 汇编中的比较和跳转
    • 比较：cmp cx, 0 ; 比较cx的值是否等于0
    • 跳转：jz equal ; 如果比较结果为真，则跳转到equal标签处

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1.3.4 编程实验：内存比较函数

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 07 / 00mem_cmp

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1.4 根目录区查找

查找根目录区是否存在目标文件
在这里插入图片描述

1.4.1 汇编小贴士

  • 访问栈空间中的栈顶数据
    • 不能使用 sp 直接访问栈顶数据
      • 这是错误的：mov cx, [sp]
    • 通过其它 通用寄存器 间接访问栈顶数据
push  cx
mov  bp, sp
mov  cx, [bp]

1.4.2 编程实验：根目录区查找函数

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 07 / 01find_entry

  1. 直接通过makefile中生成的data.img中没有loader，所以找不到，结果如下：
    在这里插入图片描述
    为什么没有找到loader？反汇编调试确认：
    ndisasm -o 0x7c00 boot.bin > boot.txt
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  2. 根据前面章节《04-05 - 主引导程序的扩展》，在data.img中写入Loader.bin文件，则可以找到：
    在这里插入图片描述

1.5 备份目标文件的目录信息（内存拷贝）

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1.5.1 MemCpy实现要点：拷贝方向

问题：

  • 从源内存地址处拷贝到目标内存地址处即可，但如果 地址出现重叠 ？如下情况：
    在这里插入图片描述

1.5.2 汇编小贴士

在这里插入图片描述

如果si大于di，就跳转到btoe标签处执行。

1.5.3 编程实验：内存拷贝函数

  • 无重叠

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 08 / 00mem_cpy

  • 有重叠 si < di，从头部开始拷贝

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 08 / 00mem_cpy2

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在这里插入图片描述

  • 有重叠 si > di，从尾部开始拷贝

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 08 / 00mem_cpy3

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1.6 FAT表项的读取

FAT表中的 每个表项占用 1.5字节，即：使用3个字节表示2个表项
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1.6.1 FAT表项的“动态组装”

在这里插入图片描述

FatVec[j] 的动态组装：
在这里插入图片描述
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1.6.2 汇编小贴士

  • 汇编中的16位乘法操作（ mul ）
    • 被乘数放到AL寄存器
    • 乘数放到通用寄存器或内存单元（8位）
    • 相乘的结果放到AX寄存器中
      • 被乘数 × 乘数 ＝ 积
      • AL × 通用reg或内存单元 ＝ AX

1.6.3 编程实验：FAT项读取函数

【参看链接】：06-07-08 - 突破512字节的限制 / 08 / 01FatVec

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1.7 小结

  • 内存拷贝时需要考虑进行拷贝的方向
    • 当 si > di 时，从前向后拷贝
    • 当 si <= di 时，从后向前拷贝
  • Fat表加载到内存中之后，需要 “ 动态组装 ” 表项
    • Fat表中使用3个字节表示2个表项
    • 起始字节 = 表项下标 / 2 * 3 ==> （这里先3个3个的算出起始字节，再判断除以2的奇偶，然后用公式算出Fat表项）

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