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我正在尝试学习汇编并编写引导加载程序。以下代码将软盘驱动器的内容加载到内存并跳转到它(从地址 0x1000 开始加载)。这段代码应该在屏幕上打印“X”,但由于某种原因它打印了一个空格。有人可以告诉我有什么问题吗?

[bits 16]
jmp reset
reset:          ;Resets floppy drive
    xor ax,ax   ;0 = Reset floppy disk
    mov dl,0        ;Drive 0 is floppy
    int 0x13
    jc reset        ;If carry flag was set, try again

    mov ax,0x1000   ;When we read the sector, we are going to read address 0x1000
    mov es,ax       ;Set ES with 0x1000

floppy:
    mov ah,0x2  ;2 = Read floppy
    mov al,0x11 ;Reading one sector
    mov ch,0x0  ;Track 1 
    mov cl,0x2  ;Sector 2, track 1
    mov dh,0x0  ;Head 1
    mov dl,0x0  ;Drive = 0 (Floppy)
    int 0x13
    jc floppy   ;If carry flag was set, try again
    jmp 0x1000:0000 ;Jump to 0x1000, start of second program

times 510 - ($ - $$) db 0       ;Fill the rest of sector with 0 
dw 0xAA55   ;This is the boot signiture
;---
;--[segment 2]--
mov bx, var
mov ah, 0x0e
mov al, [bx]
int 0x10
jmp $

var:
db 'X'
times 737280 - ($ - $$) db 0
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1 回答 1

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我可以推断您正在使用NASM(或NASM兼容)汇编程序。我不知道您使用什么操作系统来构建引导加载程序,但我假设是 Linux 或 Windows。其他环境会有些相似。


您应该将引导加载程序分成两部分以使其更容易。一个是引导加载程序,第二个是您在0x1000:0x0000加载的第二阶段。这使我们能够正确定义引导加载程序的原点。引导加载程序预计将在物理地址0x07c00加载,第二阶段在0x10000 ((0x1000<<4+)+0)。我们需要汇编器为我们的数据和代码正确生成地址。

我写了许多 StackOverflow 答案,描述了我对代码所做的一些更改。一些更相关的是:

  • 一般引导加载程序提示,它提供了您不想在引导加载程序中做出的一般准则和假设
  • 有关在访问内存变量时未正确设置DS和获取垃圾的陷阱的信息。这在某种程度上适用于您的第二阶段

如果您对段:偏移对没有正确理解,我推荐这篇文章。我提出这个问题是因为您的问题和代码中似乎存在混淆。您似乎认为物理内存地址 0x1000 与段:偏移量对 0x1000:0x0000 相同。在您的问题中,您说:

以下代码将软盘驱动器的内容加载到内存并跳转到它(从地址 0x1000 开始加载)。

在您的代码中,您有这一行和评论:

jmp 0x1000:0000 ;Jump to 0x1000, start of second program

如果您查看该链接,您会发现 segment:offset 通过将段左移 4 位(乘以十进制数 16)然后添加偏移量来计算物理地址。该方程通常显示为(segment<<4)+offset。在您的情况下, 0x1000:0x0000 是 0x1000 的段和 0x0000 的偏移量。使用等式获取内存中的物理地址,您将得到 (0x1000<<4)+0x0000 = 0x10000(不是 0x1000)


从您的代码中无法判断您是如何使用NASM进行组装的。我提供了一个如何完成的示例,但重要的部分是将引导加载程序分开。假设我们将您的引导加载程序放在一个名为bootload.asm

[bits 16]
[ORG 0x7c00]    ; Bootloader starts at physical address 0x07c00

    ; BIOS sets DL to boot drive before jumping to the bootloader

    ; Since we specified an ORG(offset) of 0x7c00 we should make sure that
    ; Data Segment (DS) is set accordingly. The DS:Offset that would work
    ; in this case is DS=0 . That would map to segment:offset 0x0000:0x7c00
    ; which is physical memory address (0x0000<<4)+0x7c00 . We can't rely on
    ; DS being set to what we expect upon jumping to our code so we set it
    ; explicitly
    xor ax, ax
    mov ds, ax        ; DS=0

    cli               ; Turn off interrupts for SS:SP update
                      ; to avoid a problem with buggy 8088 CPUs
    mov ss, ax        ; SS = 0x0000
    mov sp, 0x7c00    ; SP = 0x7c00
                      ; We'll set the stack starting just below
                      ; where the bootloader is at 0x0:0x7c00. The
                      ; stack can be placed anywhere in usable and
                      ; unused RAM.
    sti               ; Turn interrupts back on

reset:                ; Resets floppy drive
    xor ax,ax         ; 0 = Reset floppy disk
    int 0x13
    jc reset          ; If carry flag was set, try again

    mov ax,0x1000     ; When we read the sector, we are going to read address 0x1000
    mov es,ax         ; Set ES with 0x1000

floppy:
    xor bx,bx   ;Ensure that the buffer offset is 0!
    mov ah,0x2  ;2 = Read floppy
    mov al,0x1  ;Reading one sector
    mov ch,0x0  ;Track 1
    mov cl,0x2  ;Sector 2, track 1
    mov dh,0x0  ;Head 1
    int 0x13
    jc floppy   ;If carry flag was set, try again
    jmp 0x1000:0000 ;Jump to 0x1000, start of second program

times 510 - ($ - $$) db 0       ;Fill the rest of sector with 0
dw 0xAA55   ;This is the boot signature

你应该注意到我删除了这一行:

mov dl,0x0  ;Drive = 0 (Floppy)

这将引导驱动器硬编码到软盘 A:。如果您从 USB、硬盘驱动器或软盘 B 启动:您的代码将无法工作,因为在这些情况下驱动器编号可能不会为零。BIOS 传递用于加载引导加载程序的实际引导驱动器。该值在寄存器DL中。这是您应该用于 BIOS 磁盘功能的值。由于DL已经包含引导驱动器,我们就按原样使用它。


第二阶段可以通过这种方式进行修改。我将假设一个名为的文件stage2.asm

[BITS 16]
[ORG 0x0000]      ; This code is intended to be loaded starting at 0x1000:0x0000
                  ; Which is physical address 0x10000. ORG represents the offset
                  ; from the beginning of our segment.

; Our bootloader jumped to 0x1000:0x0000 which sets CS=0x1000 and IP=0x0000
; We need to manually set the DS register so it can properly find our variables
; like 'var'

mov ax, cs
mov ds, ax       ; Copy CS to DS (we can't do it directly so we use AX temporarily)

mov bx, var
mov ah, 0x0e
mov al, [bx]
xor bh, bh       ; BH = 0 = Display on text mode page 0
int 0x10
jmp $

var:
db 'X'

我没有尝试简化您的代码。这个想法是展示如何添加胶水来解决您的问题。ORG这两个文件都使用该指令指定了一个起点。需要组装引导加载程序,以便它们在内存地址 0x07c00 处工作。您在 0x1000:0x0000 加载第二阶段,映射到物理地址 0x10000。我们将 ORG 设置为 0x0000,因为FAR JUMP jmp 0x1000:0000将设置CS =0x1000 和IP =0x0000。因为IP是 0x0000,我们希望 ORG 匹配它,以便近内存引用相对于 64k 段的开头。

这将允许汇编器为您的变量和代码生成正确的内存引用。因为您没有在代码中正确执行此操作,所以您的第二阶段是读取错误的内存位置var并随后显示了不正确的字符。


拆分 2 个文件后,您需要使用NASM组装它们,然后将它们放入磁盘映像中。与您的问题不同,我将使用DD构建 720k 软盘映像,然后将引导加载程序放在开头(不截断磁盘),然后将第二阶段从扇区开始放在后面。可以这样完成:

# Assemble both components as binary images with NASM
nasm -f bin bootload.asm -o bootload.bin
nasm -f bin stage2.asm -o stage2.bin

# Create a 720k disk image
dd if=/dev/zero of=disk.img bs=1024 count=720

# Place bootload.bin at the beginning of disk.img without truncating
dd if=bootload.bin of=disk.img conv=notrunc

# Place stage2.bin starting at the second 512byte sector and write
# it without truncating the disk image. bs=512 seek=1 will skip the
# first 512 byte sector and start writing stage2.bin there. 
dd if=stage2.bin of=disk.img bs=512 seek=1 conv=notrunc

您可以使用 QEMU 运行这样的图像,例如:

qemu-system-i386 -fda disk.img 

如果使用 Windows,并且您无权访问DD,则可以使用此修改来stage2.asm

[BITS 16]
[ORG 0x0000]      ; This code is intended to be loaded starting at 0x1000:0x0000
                  ; Which is physical address 0x10000. ORG represents the offset
                  ; from the beginning of our segment.

; Our bootloader jumped to 0x1000:0x0000 which sets CS=0x1000 and IP=0x0000
; We need to manually set the DS register so it can properly find our variables
; like 'var'

mov ax, cs
mov ds, ax       ; Copy CS to DS (we can't do it directly so we use AX temporarily)

mov bx, var
mov ah, 0x0e
mov al, [bx]
xor bh, bh       ; BH = 0 = Display on text mode page 0
int 0x10
jmp $

var:
db 'X'
; Extend the second stage to (720K - 512 bytes) 
; bootload.bin will take up first 512 bytes 
times 737280 - 512 - ($ - $$) db 0

然后使用以下命令组装和构建 720K 磁盘映像:

nasm -f bin bootload.asm -o bootload.bin
nasm -f bin stage2.asm -o stage2.bin
copy /b bootload.bin+stage2.bin disk.img

disk.img应该是 QEMU 或 Bochs 可以使用的 720K 磁盘映像。的最终大小disk.img应为 737,280 字节。


如果要将值从内存地址移动到寄存器,则可以直接进行,无需中间寄存器。在你的stage2.asm你有这个:

mov bx, var
mov ah, 0x0e
mov al, [bx]

它可以写成:

mov ah, 0x0e
mov al, [var]

这将从内存位置var移动一个字节并将其直接移动到AL。大小由NASM确定为一个字节,因为目标AL是一个 8 位寄存器。

于 2015-12-04T19:20:24.330 回答