os引导程序boot 在根目录区寻找os加载程序文件loader 对应的根目录条目
【0】README
- 0.0） source code from orange’s implemention of a os and for complete code , please visit https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/blob/master/boot.asm
- 0.1）本代碼僅用于在 根目錄區條目中尋找 與 boot代碼定義的LoaderFileName 相同文件名 的 條目，僅此而已，該文件名是loader.bin，需要加載入內存繼續運行的代碼文件；（因為找到該文件后， 最后一句指令執行了 jmp $，所以處理器執行后就停在那里不動，所以這里沒有給出運行結果示意圖）
- 0.2） 就本os而言，即orange’s os ，”在根目錄區尋找某文件對應的根目錄條目“這個任務 是在 引導扇區中的引導程序boot 中完成的，而且 boot 后面還要完成 ”把 os 的 加載程序loader copy 到 0x09000:0100處“的任務，注意這與linux 是不同的；
- 0.3）即是說，orange’s os 中的啟動程序boot 執行了兩個任務： os引導程序boot 在根目錄區尋找os加載程序文件loader 對應的根目錄條目 + os引導程序boot 從扇區拷貝os加載程序loader文件到內存（boot copy kernel to mem in the same method）
【1】Source Code
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; 函數名: ReadSector
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; 作用:
; 從第 ax 個 Sector 開始, 將 cl 個 Sector 讀入 es:bx 中, ax初始值=19
ReadSector:
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; 怎樣由扇區號求扇區在磁盤中的位置 (扇區號 -> 磁道=柱面號, 起始扇區, 磁頭號=磁面)
; 注意扇區號和起始扇區號不同；扇區號對于整個磁盤的全局索引值，而起始扇區號是本磁道的扇區索引值
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; 設扇區號為 x
; ┌ 柱面號 = y >> 1
; x ┌ 商 y ┤
; ————– => ┤ └ 磁頭號 = y & 1
; 每磁道扇區數 │
; └ 余 z => 起始扇區號 = z + 1
【2】把文件加載到內存的步驟：尋找文件 + 定位文件 + 讀入內存
- 2.1）尋找文件方法：
- 2.1.a） 將根目錄的第一個扇區（如第19個全局扇區）讀入到起始地址為 es:bx=9000h:0100（該地址其實 是在軟盤中的數據區去了） ，循環下去的話，讀第20、21、….扇區，而es:bx=9000h:0100 永不改變；
- 2.1.b） 因為一個 sector = 512Bytes， 而根目錄條目=32Bytes，所以一個扇區就含有16個條目，我們要遍歷這16個條目，并將條目中的DIR_NAME屬性（即文件名）和boot 代碼中靜態的 LoaderFileName 做比較，如果完全匹配的話，那該DIR_NAME所在的條目就是我們要找的根目錄條目， 如果不匹配話，轉向 步驟c；
- 2.1.c） add di, offeh , 使得di 指向該條目開頭（因為在發現條目中的DIR_NAME 與 LoaderFileName 不等的時候，di指向的是DIR_NAME 的下一個字節），然后 add di, 20h（32個字節，一個條目大小為32字節） ， di指向下一條目開頭，繼續循環比較；如果 第一個扇區的16個根目錄條目都比較完了，轉向步驟a，只不過該讀當前扇區的下一個扇區了；
Return）該步驟完成后，若尋找文件成功，返回的是 滿足 DIR_NAME==LoaderFileName 的 根目錄條目；
（Attention）： 你要知道根目錄條目是多么 的重要，因為它存儲有 （文件名 + 文件屬性 + 最后一次寫入時間 + 最后一次寫入日期 + 此條目對應的開始簇號 + 文件大小） 等信息；這個根目錄條目 ，不可小覷；
- 2.1.c） add di, offeh , 使得di 指向該條目開頭（因為在發現條目中的DIR_NAME 與 LoaderFileName 不等的時候，di指向的是DIR_NAME 的下一個字節），然后 add di, 20h（32個字節，一個條目大小為32字節） ， di指向下一條目開頭，繼續循環比較；如果 第一個扇區的16個根目錄條目都比較完了，轉向步驟a，只不過該讀當前扇區的下一個扇區了；
2.2）定位文件方法（本代碼還未涉及到）：（參見 http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/48391467 【2.2】文件分配表-FAT 看個荔枝）“
如FAT所在扇區（一個扇區512字節）存儲值為：F0 FF FF FF 8F 00 FF FF FF FF FF FF 09 A0 00 FF , 0F 00 00 ；
則簇號分別為：0-FF0 1-FFF 2-FFF 3-008 4-FFF 5-FFF 6-FFF 7-FFF 8-009 9-00A A-FFF
如果根目錄去中有條目記載某文件A 的 DIR_FstClus=3的話，則對應第3個FAT項，結合上一行，我們知道FAT3==008，所以下一個簇號是8-009 , 以此類推9-00A、 A-FFF。FFF就表示這個簇是最后一個簇了。
Conclusion：找出該文件在數據區中對應的所有簇，就定位了該文件了；2.3）讀入內存方法（先定位全局扇區，再對寄存器編程）：
（上圖錯誤更正）應該是怎樣由扇區號求扇區在磁盤中的位置，不是定位文件；
如何讀取扇區內容到內存？ 參見 source code 中的 ReadSector 函數。
【3】總結
3.1）首先你要想，尋找文件？ 為什么要尋找文件，是因為，我們boot代碼要加載loader 代碼進入內存，而loader代碼在軟盤上（硬盤）上，所以我們就要在軟盤上尋找該文件。
為什么boot和loader 不寫在同一個程序中？因為 引導扇區只裝的下最多 512B，所以要把boot程序和 loader 程序分開來存放，然后再由 boot 跳轉到 loader程序去執行；3.2）怎樣尋找？ 要知道FAT12軟盤中的 根目錄區條目存儲有 所有文件的相關信息，最重要的就是文件名。通過 利用ReadSector函數 實現 “怎樣由扇區號求扇區在磁盤中的位置 (扇區號 -> 磁道=柱面號, 起始扇區, 磁頭號=磁面)”的功能【暫且叫定位扇區功能，因為一個扇區最直觀的表示是全局扇區號，而扇區在軟盤中的表示是由3個維度來進行：磁頭號（盤面號0,1），磁柱=磁道號，該磁道的上的扇區號來確定】，
我們就把根目錄區的第一個全局扇區號（循環，就進入當前扇區的下一個扇區號），如FAT12 的根目錄區第一個扇區號為19（相對于根目錄區而言是1，而對于全局而言是19），傳入ReadSector函數，將傳入的扇區內容讀入到 es:bx；下一步，我們就把 es:bx中的根目錄條目的FIR_NAME 和 boot代碼中靜態寫死的文件名LoaderFileName 進行比較；- 3.2.1）若相等，則文件尋找成功，返回當前所比較的根目錄條目（即是LoaderFileName ==DIR_NAME所在的條目）。要知道一個扇區=512Bytes，一個根目錄條目=32Bytes，所以一個扇區==16個根目錄條目， 所以要在es：bx 處比較16次，是個循環比較；
- 3.2.2）如果比較不成功，全局扇區號加1（當前為19，加1為20，以此類推），循環下去，直到找到與LoaderFileName 相等的 根目錄條目，或者，遍歷完 根目錄條目的所有扇區（如 根目錄條目扇區數量為14，當然，這個是由FAT12的引導扇區設置的，可以變化的）
（Attention）：其實，你也看到了，要尋找文件，免不了要去定位全局扇區號（磁頭號，磁道號，該磁道上的扇區號），定位后，還要讀取該扇區到內存的某個位置，讀入后，還要對該內存的某些特定值進行比較操作，比較結果有成功，有失敗；成功后，返回的是比較成功的當前根目錄條目值；這就知道了Loader文件在 根目錄區的描述了，包括（文件名 + 文件屬性 + 最后一次寫入時間 + 最后一次寫入日期 + 此條目對應的開始簇號 + 文件大小），接下來，我們就把 Loader 文件加載到內存，準備開始運行該Loader文件了。source code 參見 p114.asm >> https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/blob/master/p114.asm
總結
以上是生活随笔為你收集整理的os引导程序boot 在根目录区寻找os加载程序文件loader 对应的根目录条目的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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