assembly - 加载引导加载程序的第二阶段并启动它

Question

这个问题已经有答案了:

How to load second stage boot loader from first stage? (3 个回答)

Legacy BIOS bootloader to bootstrap real-mode code in second stage (2 个回答)

已关闭 7 年前。

最近我试图了解引导加载程序的工作原理。我正在用 nasm 汇编器编写我的加载程序，并使用 bochs 和软盘镜像对其进行测试。

第 1 阶段和第 2 阶段编译的二进制文件通过复制合并到一个镜像中。这张图片正是我想要的。第二个扇区有 512 字节 stage1 代码(包括 magicnumber，加载得很好)和 512 个 stage2 代码。

但我认为我的问题是将扇区加载到内存中并跳入其中。我的代码有问题吗？

Stage1.asm

BITS 16
start:
    mov ax, 07C0h    ; Set up 4K stack space after this bootloader
    add ax, 288        ; (4096 + 512) / 16 bytes per paragraph
    mov ss, ax
    mov sp, 4096

    mov ax, 07C0h    ;Set data segment to where we're loaded
    mov ds, ax

    mov si,s_version
    call print_string

    ; ## Load stage2
    mov si,s_loading
    call print_string

    xor ax,ax
    xor bx,bx
    xor cx,cx
    xor dx,dx

    ;read 2nd sector
    mov ah,02h
    mov al,1    ;read 1
    mov ch,0    ;on track 0
    mov cl,2    ;2nd sector
    mov dh,0    ;head 1
    mov dl,0    ;from floppy a    

    mov bx,09C0h;destination segment
    mov es,bx

    mov bx,0    ;destination offset

    int 13h ;<-- Fails right here

    mov si,s_sector
    call print_string

    ;print number of read sectors
    add ax, 48
    mov ah, 0Eh
    int 10h
    mov al, 21
    mov ah, 0Eh
    int 10h

    ;print the sector's magicnumber (debugging purposes)
    mov al, [09C0h+511]
    int 10h

    xor ax,ax
    int 16h

    mov si,s_jumping
    call print_string

    call word 09C0h:0000h

; #### print a string from si
print_string:
    push ax
    push bx
    mov ah, 0Eh
    .repeat:
        lodsb
        cmp al, 0
        je .exit
        int 10h
    jmp .repeat
    .exit:
    pop bx
    pop ax
ret
; ****

; #### define strings    
s_version    db 'VeOS 0.0.0.1',10,13,0
s_loading    db 'Loading Stage2...',10,13,0
s_sector    db 'Loading sector...',10,13,0
s_jumping    db 'Passing control to Stage2.',10,13,0
; ****

;fillup with zeros
times 510-($-$$) db 0
;boot signature
dw 0xAA55

stage2.asm

BITS 16
start:
    mov ax, 09C0h   ; Set up 4K stack space after this bootloader
    add ax, 288     ; (4096 + 512) / 16 bytes per paragraph
    mov ss, ax
    mov sp, 4096

    mov ax, 09C0h   ;Set data segment to where we're loaded
    mov ds, ax

    mov ah, 0Eh
    mov al, 21      ;"!"
    int 10h

    mov ah, 00h
    int 16h

    jmp $


times 511-($-$$) db 0
;Magicnumber for debugging
db 0x41

我彻底用谷歌搜索，没有找到任何具体描述如何将扇区加载到内存中并跳入其中的内容。我的程序连第二个扇区的 Magicnumber 都找不到。

如果只是地址计算错误，那就太好了。

更新:当前源代码，锁定的行已标记。出于纯粹的偏执，我将所有 4 个主要寄存器都设置为 0。

更新2:又是当前版本。在设置寄存器和发出 int 13h 之间没有完成任何事情。

Answer 1

更新:除了以下内容之外，加载时您还会覆盖堆栈!

您的堆栈位于07C0h + 288 : 4096这是 08E0h:1000h = 09E0h:0000h ，您正在阅读 09C0h:0000 ，并向前 512 个字节(以 09E0h:0000h 结尾)覆盖堆栈。要么移动你的堆栈，要么读到其他地方。请参阅memory map from osdev.org寻求灵感。

恐怕我不知道一个好的逐步调试器。我刚刚放置了一个 jmp $-2代码中的指令并使用 QEMU 内置调试​​器在适当的点执行“信息寄存器”。我认为 Bochs 可能也有类似的东西。

我看到的三(2.5)件事(尽管可能还有更多):

;read 2nd sector
    mov ah,02h
    mov al,1    ;read 1
    mov ch,0    ;on track 0
    mov cl,1    ;2nd sector
    mov dl,0    ;from floppy a
    mov bx,09C0h ;destination
    mov es,bx
    int 13h

• 你要离开bx如09c0h ，因此它将读取为 09C0h:09C0h而不是09C0h:0000h .
• 您说您正在从第二个扇区 ( cl = 1 ) 读取内容，但实际上您正在从第一个扇区读取!。请参阅Ralph Brown .
• 您没有设置dh (头)。在 Bochs 中可能没问题，但我记不起除了 dl being set to the drive number 之外还保证了哪些初始条件。 .

如果您想比较/复制，这是我用于小型测试内核的引导加载程序(部分取自 osdev.org 的各个部分，可能有我引入的错误，所以要小心)。 (我保留 dl 不变，因为它包含启动驱动器，因此您不必对其进行硬编码)。

        bits 16
        org 0x7c00

Start: jmp EntryPoint

PrintString16:
        pusha
.PrintLoop:
        lodsb
        or al, al
        jz .PrintDone
        mov ah, 0xe
        int 0x10
        jmp .PrintLoop
.PrintDone:
        popa
        ret

EntryPoint:
        xor ax, ax
        mov ss, ax
        mov ds, ax
        mov sp, 0x7c00
.DiskReset:
        mov ah, 0
        int 0x13
        jc .DiskReset
        mov ax, 0x50 ; load to 0x500 linear address. It has unused space up to 0x7bff
        mov es, ax
        xor bx, bx
        mov ax, 0x023B ; count = 0x3b = 59, the maximum (while still leaving soom room for the stack and the boot sector code we're currently running)
        mov cx, 0x0002
        xor dh, dh ; leave dl intact
        int 0x13
        jnc .ReadDone
        mov si, ReadError
        call PrintString16
        jmp .DiskReset
.ReadDone:
        ;jmp 0x50:0x0  ;jump to stage 2 loaded at 0x500

        cli
        xor ax, ax
        mov ds, ax
        mov es, ax
        mov ax, 0x9000
        mov ss, ax
        mov sp, 0xffff 
        sti

        mov si, HelloMsg
        call PrintString16

        ; Disable interrupts until safely in protected mode
        cli

        ; Install GDT
        lgdt [toc]

        ; Enable A20
        mov al, 0xdd
        out 0x64, al

        mov si, GoPMode
        call PrintString16

        ; enable protected mode
        mov eax, cr0 
        or eax, 1
        mov cr0, eax

        jmp 0x8:PmodeStart      
        bits 32
PmodeStart:
        ; setup stack and datasegments
        mov ax, 0x10
        mov ds, ax
        mov es, ax
        mov fs, ax
        mov gs, ax
        mov ss, ax

        ; Setup stack at 0x90000
        mov esp, 0x90000

        ; Jump to C-code
        jmp 0x8:0x500

        ; Reboot if C-code returns
Reboot:
        mov word [0x472], 0x1234
        jmp 0x8:0xffff0


ReadError db 'Read error - retrying...', 13, 10, 0
HelloMsg db 'Loading...',0
GoPMode db 'Entering protected mode..',0
gdt_data: 
        dd 0                            ; null descriptor
        dd 0 

; gdt code:                             ; code descriptor
        dw 0FFFFh                       ; limit low
        dw 0                            ; base low
        db 0                            ; base middle
        db 10011010b                    ; access
        db 11001111b                    ; granularity
        db 0                            ; base high

; gdt data:                             ; data descriptor
        dw 0FFFFh                       ; limit low (Same as code)10:56 AM 7/8/2007
        dw 0                            ; base low
        db 0                            ; base middle
        db 10010010b                    ; access
        db 11001111b                    ; granularity
        db 0                            ; base high

end_of_gdt:
toc: 
        dw end_of_gdt - gdt_data - 1    ; limit (Size of GDT)
        dd gdt_data                     ; base of GDT


times 510 - ($-$$) db 0 ; pad to 512 bytees, will also warn if we exceed 512 bytes

        dw 0xAA55 ; boot signature