🆕 在boot程序中实现了FAT12文件系统

bootloader/boot.asm

@@ -2,6 +2,38 @@
     org 0x7c00
 
 BaseOfStack	equ	0x7c00
+BaseOfLoader equ 0x1000
+OffsetOfLoader equ 0x00
+
+RootDirSectors equ 14   ;根目录占用的扇区数
+SectorNumOfRootDirStart equ 19  ; 根目录的起始扇区号
+SectorNumOfFAT1Start equ 1  ; FAT1表的起始扇区号 （因为前面有一个保留扇区（引导扇区））
+SectorBalance equ 17    ;平衡文件/目录的起始簇号与数据区域的起始簇号的差值。
+
+
+    jmp short Label_Start
+    nop
+    BS_OEMName  db  'DragonOS'
+    BPB_BytesPerSec dw 512
+    BPB_SecPerClus db 1
+    BPB_RsvdSecCnt  dw  1
+    BPB_NumFATs db 2
+    BPB_RootEntCnt dw 224
+    BPB_TotSec16 dw 2880
+    BPB_Media db 0xf0
+    BPB_FATSz16 dw 9
+    BPB_SecPerTrk dw 18
+    BPB_NumHeads dw 2
+    BPB_HiddSec dd 0
+    BPB_TotSec32 dd 0
+    BS_DrvNum db 0
+    BS_Reserved1 db 0
+    BS_BootSig db 0x29
+    BS_VolID dd 0
+    BS_VolLab db 'boot loader'
+    BS_FileSysType db 'FAT12   '
+
+
 
 Label_Start:
     ;初始化寄存器
@@ -26,31 +58,242 @@ Label_Start:
 
     ;在屏幕上显示Start Booting
     mov ax, 0x1301 ;设置显示字符串，显示后，光标移到字符串末端
-    mov bx, 0x000f ;设置黑色背景，白色字体，高亮度，不闪烁
+    mov bx, 0x000a ;设置黑色背景，白色字体，高亮度，不闪烁
     mov dx, 0x0000 ;设置游标行列号均为0
-    mov cx, 20 ;设置字符串长度为20
+    mov cx, 24 ;设置字符串长度为20
 
     push ax
     mov ax, ds
     mov es, ax
     pop ax
     mov bp, StartBootMessage
-    int 10h
+    int 0x10
 
     ;软盘驱动器复位
     xor ah, ah
     xor dl, dl
-    int 13h
+    int 0x13
+
+; 在文件系统中搜索 loader.bin
+    mov word [SectorNo], SectorNumOfRootDirStart    ;保存根目录起始扇区号
+
+Label_Search_In_Root_Dir_Begin:
+    cmp word [RootDirSizeForLoop],  0 ; 比较根目录扇区数量和0的关系。 cmp实际上是进行了一个减法运算
+    jz Label_No_LoaderBin ; 等于0，不存在Loader.bin
+    dec word [RootDirSizeForLoop]
+
+    mov ax, 0x00
+    mov es, ax
+    mov bx, 0x8000
+    mov ax, [SectorNo]  ;向函数传入扇区号
+    mov cl, 1
+    call Func_ReadOneSector
+    mov si, LoaderFileName ;向源变址寄存器传入Loader文件的名字
+    mov di, 0x8000
+    cld ;由于LODSB的加载方向与DF标志位有关，因此需要用CLD清零DF标志位
+
+    mov dx, 0x10 ; 每个扇区的目录项的最大条数是(512/32=16,也就是0x10)
+
+Label_Search_For_LoaderBin:
+    cmp dx, 0
+    jz Label_Goto_Next_Sector_In_Root_Dir
+    dec dx
+    mov cx, 11 ; cx寄存器存储目录项的文件名长度， 11B，包括了文件名和扩展名，但是不包括 分隔符'.'
+
+Label_Cmp_FileName:
+    cmp cx, 0
+    jz Label_FileName_Found
+    dec cx
+    lodsb ; 把si对应的字节载入al寄存器中，然后，由于DF为0，si寄存器自增
+    cmp al, byte [es:di]    ; 间接取址[es+di]。   也就是进行比较当前文件的名字对应字节和loader文件名对应字节
+    jz  Label_Go_On     ; 对应字节相同
+    jmp Label_Different     ; 字节不同，不是同一个文件
+
+Label_Go_On:
+    inc di
+    jmp Label_Cmp_FileName
+
+Label_Different:
+    and di, 0ffe0h ;将di恢复到当前目录项的第0字节
+    add di, 20h     ;将di跳转到下一目录项的第0字节
+    mov si, LoaderFileName
+    jmp Label_Search_For_LoaderBin  ;继续搜索下一目录项
+
+Label_Goto_Next_Sector_In_Root_Dir:
+    add word [SectorNo], 1
+    jmp Label_Search_In_Root_Dir_Begin
 
+Label_No_LoaderBin:
+    ; 在屏幕上显示 [ERROR] No Loader Found.
+    mov ax, 0x1301
+    mov bx, 0x000c  ; 红色闪烁高亮黑底
+    mov dx, 0x0100  ; 显示在第二行（前面已经显示过一行了）
+    mov cx, 24  ; 字符串长度
+    push ax
+    mov ax, ds
+    mov es, ax
+    pop ax
+    mov bp, NoLoaderMessage
+    int 0x10
     jmp $
 
-StartBootMessage:   db  "[DragonOS]Start Boot"
+
+;========== 找到了Loader.Bin
+
+Label_FileName_Found:
+    mov ax, RootDirSectors
+
+    ; 先取得目录项DIR_FstClus字段的值（起始簇号）
+    and di, 0xffe0
+    add di, 0x1a
+    mov cx, word    [es:di]
+    push cx
+
+
+    add cx, ax
+    add cx, SectorBalance
+    mov ax, BaseOfLoader
+    mov es, ax ;配置es和bx，指定loader.bin在内存中的起始地址
+    mov bx, OffsetOfLoader
+    mov ax, cx
+
+Label_Go_On_Loading_File:
+    push ax
+    push bx
+
+    ; 显示字符.
+    mov ah, 0x0e
+    mov al, "."
+    mov bl, 0x0f
+    int 0x10
+
+    pop bx
+    pop ax
+
+
+    ; 每读取一个扇区，就获取下一个表项，然后继续读入下一个簇的数据，直到返回的下一表项为0xfff为止，表示loader.bin完全加载完成
+    mov cl, 1
+    call Func_ReadOneSector
+    pop ax
+    call Func_GetFATEntry
+    cmp ax, 0xfff
+    jz Label_File_Loaded
+    push ax
+    mov dx, RootDirSectors
+    add ax, dx
+    add ax, SectorBalance
+    add bx, [BPB_BytesPerSec]
+    jmp Label_Go_On_Loading_File
+
+Label_File_Loaded:
+    jmp $
+
+
+; 从软盘读取一个扇区
+; AX=待读取的磁盘起始扇区号
+; CL=读入的扇区数量
+; ES:BX=>目标缓冲区起始地址
+Func_ReadOneSector:
+    push bp
+    mov bp,  sp
+    sub esp, 2
+    mov byte [bp-2], cl
+    push bx
+    mov bl, [BPB_SecPerTrk]
+    div bl  ;用AX寄存器中的值除以BL，得到目标磁道号(商：AL)以及目标磁道内的起始扇区号(余数：AH)
+    inc ah  ; 由于磁道内的起始扇区号从1开始计数，因此将余数+1
+    mov cl, ah
+    mov dh, al
+    shr al, 1 ;计算出柱面号
+    mov ch, al
+    and dh, 1;计算出磁头号
+
+    pop bx
+    mov dl, [BS_DrvNum]
+    ;最终，dh存储了磁头号，dl存储驱动器号
+    ;   ch存储柱面号，cl存储起始扇区号
+
+Label_Go_On_Reading:
+    ; 使用BIOS中断服务程序INT13h的主功能号AH=02h实现软盘读取操作
+    mov ah, 2
+    mov al, byte [bp-2]
+    int 0x13
+    jc Label_Go_On_Reading  ;当CF标志位被复位时，说明数据读取完成，恢复调用现场
+
+    add esp, 2
+    pop bp
+    ret
+
+
+;   解析FAT表项,根据当前FAT表项索引出下一个FAT表项
+Func_GetFATEntry:
+    ; AX=FAT表项号（输入、输出参数）
+    ; 保存将要被修改的寄存器
+    push es
+    push bx
+    push ax
+
+    ; 扩展段寄存器
+    mov ax, 00
+    mov es, ax
+
+    pop ax
+    mov byte [Odd], 0   ;将奇数标志位置0
+
+    ; 将FAT表项号转换为总的字节号
+    mov bx, 3
+    mul bx
+    mov bx, 2
+    div bx
+
+    cmp dx, 0
+    jz Label_Even ; 偶数项
+    mov byte [Odd], 1
+
+Label_Even:
+    xor dx, dx  ;把dx置0
+
+    ; 计算得到扇区号（商）和扇区内偏移（余数）
+    mov bx, [BPB_BytesPerSec]
+    div bx
+    push dx
+
+    ; 读取两个扇区到[es:bx]
+    mov bx, 0x8000
+    add ax, SectorNumOfFAT1Start
+    mov cl, 2 ; 设置读取两个扇区，解决FAT表项跨扇区的问题
+    call Func_ReadOneSector
+
+    pop dx
+    add bx, dx
+    mov ax, [es:bx]
+    cmp byte [Odd], 1
+    jnz Label_Even_2 ;若是偶数项，则跳转
+
+    shr ax, 4 ; 解决奇偶项错位问题
+
+Label_Even_2:
+    and ax, 0x0fff ; 确保表项号在正确的范围内  0x0003~0x0fff
+    pop bx
+    pop es
+    ret
+
+
+
+; 临时变量
+RootDirSizeForLoop dw RootDirSectors
+SectorNo dw 0
+Odd db 0
+
+
+; 显示的文本
+StartBootMessage:   db  "[DragonOS] Start Booting"
+NoLoaderMessage: db "[ERROR] No LOADER Found."
+LoaderFileName:		db	"LOADER  BIN",0 ;最后这个0是为了填满12字节的宽度
 
 ;填满整个扇区的512字节
     times 510 - ( $ - $$ ) db 0
     dw 0xaa55 ;===确保以0x55 0xaa为结尾
 
 
 
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