assembly - 将扇区加载到内存时出现磁盘读取错误

Question

我尝试使用 this 开发引导加载程序，但是当它运行时它显示:

disk read error!

如果我忽略它，在后面的部分中，它会显示错误的内存映射。我也关注了其他一些来源，但徒劳无功。感觉就像我只是在模仿他们正在做的事情。如果我做得稍有不同，每次都会生成一种新的错误。

我应该使用已经构建的引导加载程序还是该怎么做？

磁盘加载错误代码如下:

[org 0x7c00]

    KERNEL_OFFSET equ 0x1000    
    mov [BOOT_DRIVE], dl        
    mov bp, 0x9000          
    mov sp, bp  
    mov bx, MSG_REAL_MODE       
    call print_string           
    call load_kernel            
    jmp $

print_string:
    pusha
    mov ah, 0x0e

loop:
    mov al,[bx]
    cmp al, 0
    je return
    int 0x10
    inc bx
    jmp loop

return:
    popa
    ret

disk_load: 
    push dx                                              
    mov ah, 0x02                                   
    mov al, dh                                          
    mov ch, 0x00                                    
    mov dh, 0x00                                     
    mov cl, 0x02                                    
    int 0x13                                           
    jc disk_error                                  
    pop dx                                               
    cmp dh, al                                         
    jne disk_error                                 
    ret

 disk_error :
   mov bx, DISK_ERROR_MSG 
   call print_string 
   jmp $

DISK_ERROR_MSG db "Disk read error!", 0

[bits 16]

load_kernel: 
    mov bx, KERNEL_OFFSET       
    mov dh, 15           
    mov dl, [BOOT_DRIVE]                      
    call disk_load                                                  
    ret

; Global variables
BOOT_DRIVE     db 0 
MSG_REAL_MODE db "Started in 16-bit Real Mode", 0 

; Bootsector padding 
times 510-($-$$) db 0 
dw 0xaa55

我使用此命令来组装并运行我的引导加载程序:

nasm boot.asm -f bin -o boot.bin && qemu-system-i386 boot.bin

我在这一点上陷入了困境。我的引导加载程序显示磁盘读取错误。如果我此时忽略它，那么它会在执行我的 kernel.c 时产生问题。它似乎使用了错误的内存映射。

Answer 1

"He's making a list, he's checking it twice..."

• 您的引导加载程序以实地址模式启动，因此最好强制您的汇编器使用 16 位代码。您可以通过在程序顶部写入 [bits 16] 在 NASM 中实现此目的。

• 当引导加载程序启动时，BIOS 会将其放置在线性地址 00007C00h 处。对于段和偏移的组合，它可以通过多种方式来做到这一点。
  当您显式编写 [org 0x7C00] 时，您(有点)期望该组合的段部分等于 0。但这绝不是BIOS的义务!因此，您可以手动设置段寄存器(DS、ES 和 SS)。

• 您在 print_string 例程中使用的 BIOS 电传打字功能使用 BL 和 BH 作为参数。因此，您永远不应该使用 BX 寄存器来寻址您的文本。当然，有些 BIOS 不再使用这些 BL 和 BH 参数，但确实尝试为最大的受众开发程序。

• 当您使用 0x9000 初始化 SP 寄存器时，您实际上设置了一个堆栈，该堆栈可以轻松地在您不注意的情况下覆盖其下面的程序!最好选择 SS 和 SP 的组合来满足您的需求，仅此而已。位于引导扇区上方 7C00h 并在 9000h 结束的 4608 字节堆栈需要:SS=07E0h SP=1200h。为了避免 8086 硬件出现任何问题，最好在更改 SS:SP 时禁用中断。

• 您使用了 pusha 和 popa 指令。这些不是 8086 硬件上的有效指令。在编写健壮的软件时，我们应该测试硬件是否能够胜任任务。但这里最简单的解决方案是仅推送/弹出单个寄存器。

• 您已经解释了从磁盘读取数据的 BIOS 函数的返回值，但当传输的扇区数量不正确时，您就中止了。这是错误的做法。当 BIOS 告诉您传输不完整时(如果您的 BIOS 未启用多轨，则可能会发生这种情况)，您必须重复调用剩余的扇区数。显然，一些参数必须调整:下一个磁头，可能是下一个柱面，并且总是扇区=1。 (完美的解决方案包括从 BIOS 检索磁盘几何结构或从磁盘上存在的 BPB 读取它)。我假设基本的 1.44 MB 软盘操作。

• 如果第一次从磁盘读取未成功，您应该重试多次。第一次失败是完全正常的。五次重试是很有值(value)的。在两次尝试之间，您调用重置磁盘驱动器的 BIOS 函数。

• 为了确保 QEMU 实际上可以读取额外的 15 个扇区，您应该填充此文件，使其总长度达到 16 个扇区。 text您链接到的也这样做了!

"Putting it all together"

[bits 16]
[org 0x7C00]

KERNEL_OFFSET equ 0x1000

xor  ax, ax
mov  ds, ax
mov  es, ax    
mov  [BOOT_DRIVE], dl
mov  ax, 0x07E0
cli
mov  ss, ax 
mov  sp, 0x1200
sti
mov  si, MSG_REAL_MODE       
call print_string           
call load_kernel            
jmp  $

print_string:
  push ax
  push bx
  push si
  mov  bx, 0x0007  ;BL=WhiteOnBlack BH=Display page 0
  mov  ah, 0x0E    ;Teletype function
 loop:
  mov  al, [si]
  cmp  al, 0
  je return
  int  0x10
  inc  si
  jmp  loop
 return:
  pop  si
  pop  bx
  pop  ax
  ret

disk_load:
  mov  [SECTORS], dh
  mov  ch, 0x00      ;C=0
  mov  dh, 0x00      ;H=0
  mov  cl, 0x02      ;S=2
 next_group:
  mov  di, 5         ;Max 5 tries
 again: 
  mov  ah, 0x02      ;Read sectors
  mov  al, [SECTORS]
  int  0x13
  jc   maybe_retry
  sub  [SECTORS], al ;Remaining sectors
  jz  ready
  mov  cl, 0x01      ;Always sector 1
  xor  dh, 1         ;Next head on diskette!
  jnz  next_group
  inc  ch            ;Next cylinder
  jmp  next_group
 maybe_retry:
  mov  ah, 0x00      ;Reset diskdrive
  int  0x13
  dec  di
  jnz  again
  jmp  disk_error
 ready:
  ret

disk_error:
  mov  si, DISK_ERROR_MSG 
  call print_string 
  jmp  $

DISK_ERROR_MSG db "Disk read error!", 0

load_kernel: 
  mov  bx, KERNEL_OFFSET       
  mov  dh, 15           
  mov  dl, [BOOT_DRIVE]                      
  call disk_load                                                  
  ret

; Global variables
BOOT_DRIVE     db 0
SECTORS        db 0
MSG_REAL_MODE  db "Started in 16-bit Real Mode", 0 

; Bootsector padding 
times 510-($-$$) db 0 
dw 0xAA55

; 15 sector padding
times 15*256 dw 0xDADA