Пишем свой загрузочный сектор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Наш загрузочный сектор будет искать в корневом каталоге некоторый файл - загрузчик, загрузит его в память и передаст ему управление на его начало. А загрузчик уже сам разберется, что ему делать дальше. Я использую NASM, т.к. считаю, что он больше подходит для наших целей.
И так, приступим. Как я уже говорил, в начале нашего загрузочного сектора располагается заголовок FAT, опишем его:
; Общая часть для всех типов FAT
BS_jmpBoot:
jmp short BootStart ; Переходим на код загрузчика
nop
BS_OEMName db '*-v4VIHC' ; 8 байт, что было на моей дискете, то и написал
BPB_BytsPerSec dw 0x200 ; Байт на сектор
BPB_SecPerClus db 1 ; Секторов на кластер
BPB_RsvdSecCnt dw 1 ; Число резервных секторов
BPB_NumFATs db 2 ; Количектво копий FAT
BPB_RootEntCnt dw 224 ; Элементов в корневом катологе (max)
BPB_TotSec16 dw 2880 ; Всего секторов или 0
BPB_Media db 0xF0 ; код типа устройства
BPB_FATsz16 dw 9 ; Секторов на элемент таблицы FAT
BPB_SecPerTrk dw 18 ; Секторов на дорожку
BPB_NumHeads dw 2 ; Число головок
BPB_HiddSec dd 0 ; Скрытых секторов
BPB_TotSec32 dd 0 ; Всего секторов или 0
; Заголовок для FAT12 и FAT16
BS_DrvNum db 0 ; Номер дика для прерывания int 0x13
BS_ResNT db 0 ; Зарезервировано для Windows NT
BS_BootSig db 29h ; Сигнатура расширения
BS_VolID dd 2a876CE1h ; Серийный номер тома
BS_VolLab db 'X boot disk' ; 11 байт, метка тома
BS_FilSysType db 'FAT12 ' ; 8 байт, тип ФС
; Структура элемента каталога
struc DirItem
DIR_Name: resb 11
DIR_Attr: resb 1
DIR_ResNT: resb 1
DIR_CrtTimeTenth resb 1
DIR_CrtTime: resw 1
DIR_CrtDate: resw 1
DIR_LstAccDate: resw 1
DIR_FstClusHi: resw 1
DIR_WrtTime: resw 1
DIR_WrtDate: resw 1
DIR_FstClusLow: resw 1
DIR_FileSize: resd 1
endstruc ;DirItem
Большинство полей мы использовать не будем, и так мало места для полета. Загрузчик BIOS передает нам управление на начало загрузочного сектора, т.е. на BS_jmpBoot, поэтому в начале заголовка FAT на отводится 3 байта для короткой или длинной инструкции jmp. Мы в данном случае использовали короткую, указав модификатор short, и в третьем байте просто разместили однобайтовую инструкцию nop.
По инструкции jmp short BootStart мы переходим на наш код. Проведем небольшую инициализацию:
; Наши не инициализированные переменные
; При инициализации они затрут не нужные нам
; поля заголовка FAT: BS_jmpBoot и BS_OEMName
struc NotInitData
SysSize: resd 1 ; Размер системной области FAT
fails: resd 1 ; Число неудачных попыток при чтении
fat: resd 1 ; Номер загруженного сектора с элементами FAT
endstruc ;NotInitData
; По этому адресу мы будем загружать загрузчик
%define SETUP_ADDR 0x1000
; А по этому адресу нас должны были загрузить
%define BOOT_ADDR 0x7C00
%define BUF 0x500
BootStart:
cld
xor cx, cx
mov ss, cx
mov es, cx
mov ds, cx
mov sp, BOOT_ADDR
mov bp, sp
; Сообщим о том что мы загружаемся
mov si, BOOT_ADDR + mLoading
call print
Все сегментные регистры настраиваем на начало физической памяти. Вершину стека настраиваем на начало нашего сектора, стек растет вниз (т.е. в сторону младших адресов), так что проблем быть не должно. Туда же указывает регистр bp - нам нужно обращаться к полям заголовка FAT и паре наших переменных. Мы используем базовую адресацию со смещением, для чего используем регистр bp т.к. в этом случае можно использовать однобайтовые смещения, вместо двухбайтовых адресов, что позволяет сократить код. Процедуру print, выводящую сообщение на экран, рассмотрим позже.
Теперь нам нужно вычислить номера первых секторов корневого каталога и данных файлов.
mov al, [byte bp+BPB_NumFATs]
cbw
mul word [byte bp+BPB_FATsz16]
add ax, [byte bp+BPB_HiddSec]
adc dx, [byte bp+BPB_HiddSec+2]
add ax, [byte bp+BPB_RsvdSecCnt]
adc dx, cx
mov si, [byte bp+BPB_RootEntCnt]
; dx:ax - Номер первого сектора корневого каталога
; si - Количество элементов в корневом каталоге
pusha
; Вычислим размер системной области FAT = резервные сектора +
; все копии FAT + корневой каталог
mov [bp+SysSize], ax ; осталось добавить размер каталога
mov [bp+SysSize+2], dx
; Вычислим размер корневого каталога
mov ax, 32
mul si
; dx:ax - размер корневого каталога в байтах, а надо в секторах
mov bx, [byte bp+BPB_BytsPerSec]
add ax, bx
dec ax
div bx
; ax - размер корневого каталога в секторах
add [bp+SysSize], ax ; Теперь мы знаем размер системной
adc [bp+SysSize+2], cx ; области FAT, и начало области данных
popa
; В dx:ax - снова номер первого сектора корневого каталога
; si - количество элементов в корневом каталоге
Теперь мы будем просматривать корневой каталог в поисках нужного нам файла
NextDirSector:
; Загрузим очередной сектор каталога во временный буфер
mov bx, 700h ; es:bx - буфер для считываемого сектора
mov di, bx ; указатель текущего элемента каталога
mov cx, 1 ; количество секторов для чтения
call ReadSectors
jc near DiskError ; ошибка при чтении
RootDirLoop:
; Ищем наш файл
; cx = 0 после функции ReadSectors
cmp [di], ch ; byte ptr [di] = 0?
jz near NotFound ; Да, это последний элемент в каталоге
; Нет, не последний, сравним имя файла
pusha
mov cl, 11 ; длина имени файла с расширением
mov si, BOOT_ADDR + LoaderName ; указатель на имя искомого файла
rep cmpsb ; сравниваем
popa
jz short Found ; Нашли, выходим из цикла
; Нет, ищем дальше
dec si ; RootEntCnt
jz near NotFound ; Это был последний элемент каталога
add di, 32 ; Переходим к следующему элементу каталога
; bx указывает на конец прочтенного сектора после call ReadSectors
cmp di, bx ; Последний элемент в буфере?
jb short RootDirLoop ; Нет, проверим следующий элемент
jmp short NextDirSector ; Да последний, загрузим следующий сектор
Из этого кода мы можем выйти одну из трех точек: ошибка при чтении DiskError, файл наден Found или файл не найден NotFound.