实现OS中BOOTLOADER过程，并进入保护模式的代码 -

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实现OS中BOOTLOADER过程，并进入保护模式的代码

;;;;;;;实现进入进入保护模式，简单实现gdt，还没实现idt，用fat格式，这样利于内核文件的扩展。编写好内核之后，
;;;;;;;;可以直接放到软盘的根目录下。不需要在用镜像文件写入磁盘。
;;;;;;;;内存分配，堆栈在8FFFF,内核在500H，目录文件名被读取到7E00，等待扩展保护模式中断，完善磁盘读文件过程
[bits 16]
[org 0x7c00] ; 告诉编译器程序加载到7c00处
CATALOG equ 0x7E00          ;catalog loaded at 0x7e00
KERNEL  equ 0x500           ;kernel.bin loaded at 0x500.
jmp Start
; 引导区文件系统数据
;----------------------------------------------------------------------------
    brOEM       DB " T's OS "        ; 0003h - 引导程序的名字
    brBPS       DW 0x200        ; 000Bh - 每扇区的字节数 512
    brSPC       DB 0x01            ; 000Dh - 每簇扇区数
    brResCount  DW    0x0001     ; 000Eh - 保留扇区数
    brFATs      DB 0x02            ; 0010h - FAT 备份数
    brRootEntries    DW    0x00e0     ; 0011h - 根目录文件数
    brSectorCount    
                DW 2880        ; 0013h - 磁盘容量扇区数< 32MB
    brMedia     DB 240         ; 0015h - 媒体描述符
    brSPF       DW 9           ; 0016h - 每FAT扇区数
    brSPH       DW 18         ; 0018h - 每磁道扇区数
    brHPC       DW 2           ; 001Ah - 盘面数
    brHidden    DD 0            ; 001Ch - 隐藏扇区数
    brSectors   DD 0           ; 0020h - 如果大于32m的扇区总数
                DB 0           ; 0024h - 物理驱动器号
                DB 0           ; 0025h - 系统保留
                DB 29H         ; 0026h - 扩展扇区标记（包含29h）
    brSerialNum DD    00000006H    ; 0027h - 卷ID
    brLabel     DB    'NO NAME    '    ; 002Bh - 卷标
    brFSID      DB    'FAT12   '        ; 0036h - 系统保留
;------------------------------------------------------------------------
Start:
mov ax, cs
mov ds, ax
mov es, ax
mov ax,0x8000               ;栈放在0x1F00段里,这里栈有问题(栈放在0x1F00段里,会覆盖掉中断程序。)!!!!!!!!!!!!!!!
mov ss,ax
mov sp,0xffff               ; 堆栈入口 8FFFF
call DispStr                ; 调用显示字符串例程
call LoadFile               ; 把目录区读入到200的地方,bios
call FindFile               ; 在7E00的地方找kernel.bin,读出来放到500的地方,并显示读取成功
call Clrscr             ;先清屏
;=============================================
;SwitchPro建立GDT,进入保护模式
;=============================================
SwitchPro;
    ; 打开A20
    in al, 92h
    or al, 00000010b
    out 92h, al
    ; end 打开A20
    ; 设置GDT
    cli
    ;mov ax,KERNEL          ; lgdt 指令加载 gdtr 是以ds为数据段加载
    ;mov ds,ax
    ;lea si, [dword gdtr]
    lgdt [gdtr]
    ;lea si, [dword idtr]
    ;lidt [dword gdtr]
    mov eax, cr0
    or eax,1
    mov cr0, eax
    jmp dword selcode:0         ;进入保护模式，并且跳到下面的段中
    ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;jmp KERNEL   保护模式下,跳到kenel.bin开始执行内核.等待内核编码完成在实现
[bits 32]
CODE32:
    sti
    mov eax,codesel_gdt
    mov ebx,datasel_gdt
    mov ax,ProMessage
    mov bp,ax
    mov cx,ProMsglength
    ;call   PrintMsg        ;保护模式中断有问题，需要修改这里，最好能利用实模式下的bios中断程序。
;===================
mov ax,videosel ; 初始化gs，使其指向显示内存
mov gs,ax 
mov word [gs:0],0x741 ; 在保护模式下显示一个白色的字符A
;===================
    jmp $           ; 到此停止!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
[bits 16]
;===================================================================
;初始化gdtr和gdt
;===================================================================
gdtr:
    dw gdt_end - gdt-1              ; gdt的长度--16位(800H)GDT界限gdt limit=2048, 256 GDT entries
                        ;这里应该是伪长度7,15,23,31,因为从0开始计算的
    dd gdt                                      ; gdt的物理地址--32位GDT基地址
                        ;0x00007c930017!!!!!!!!
gdt:
    gdt0:
        dw 0,0,0,0                             ; 一定要为0
codesel_gdt:
    dw    0xffff                           ; 界限Limit值 = 0x100000 * 0x1000 = 4GB
    dw    CODE32;0x0000                        ; 基地址 = CODE32.!!!!!!!是不是最好设置从0开始？
    db    0x00
    db    0x9A                             ; 表示 存在 可执行可读代码段
    db    0xCF                             ; 粒度以及32位代码1100=0XC
    db    0x00                             
datasel_gdt:
    dw    0xffff                           ; 界限4GB
    dw    0x0000                           ; 基地址
    db    0x00
    db    0x92                             ; 表示 存在 可读写数据段
    db    0xCF                             ; 粒度以及数据锻大小4G,1100=0XC
    db    0x00                             
;========================
videosel equ $-gdt 
dw 3999 
dw 0x8000 ; 基址是0xb8000
db 0x0b
db 0x92 
db 0x00 
db 0x00
;========================
gdt_end:
selcode equ codesel_gdt - gdt           ;索引值1,2,3....
seldata equ datasel_gdt - gdt
;=============================================
;DispStr 显示boot已经启动!
;=============================================
DispStr:
   mov ax, BootMessage
   mov bp, ax ; es:bp = 串地址
   mov cx, Msglength ; cx = 串长度
   call PrintMsg
ret
;=============================================
;LoadFile 把目录从软盘中读出来!
;=============================================
LoadFile:
mov ax,19       ;开始的扇区
mov bx,CATALOG          ;目录放在7E00H的地方!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
mov cx,14       ;目录扇区个数
loopreadsec:
push ax
push bx
push cx
call    LBACHS          ; 调用转换
mov     dl, 0           ; 因为是a:所以为0!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
mov     ah, 0x02        ; BIOS 读取扇区命令
mov     al, 0x01        ; 一个扇区
int     0x13            ; 调用中断
nop
pop cx
pop bx
pop ax
add bx,200
inc ax
loop loopreadsec
ret
;=============================================
; 转换逻辑块访问为读取磁盘所使用的磁道，盘面，扇区
; 相对扇区 = (逻辑扇区 / 每磁道扇区数) + 1
; 相对盘面   = (逻辑扇区 / 每磁道扇区数) MOD 盘面数
; 相对磁道 = 逻辑扇区 / (每磁道扇区数 * 盘面数)
;=============================================
LBACHS:
    xor     dx, dx              ; dx = 0
    mov     cx,18
    div     cx        ; div: ax/18 -> 商:ax 余数:dx
    inc     dl        ;sec           ; 
    mov     cl, dl    ;sector
    xor     dx, dx    ; dx = 0
    push    bx
    mov     bx,2
    div     bx        ; ax/2 -> 商:ax 余数:dx
    pop     bx
    mov     ch, al    ; track
    mov     dh, dl    ; head
ret
;=============================================
;FindFile 查找文件名,并且装到0x500,显示Load Kernel.bin Success!
;=============================================
FindFile:
cld                             ;地址自动增加
mov cx,224                          ;根目录共有224个文件
mov di,CATALOG                          ;目录放在7E00H的地方!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
.l_findfile:
push cx
lea si,[Kernel]                             ;?
push di
mov cx,11                           ;8+3=0xb文件名和后缀长度
repe cmpsb            
pop di
je findfile_ok
add di,32                           ;开始找下1个文件
pop cx
loop .l_findfile
mov ax, LoadKerFail                     ;失败
mov bp, ax                          ; es:bp = 串地址
mov cx, LoadKerFaillength                   ; cx = 串长度
call PrintMsg
ret
findfile_ok:
pop cx
add di,26       ;取文件占用的第一个簇号，即起始簇
mov ax,[di]
add ax,31       ;簇转成扇区
mov bx,KERNEL                           ;文件放在0x500!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
call    LBACHS          ; 调用转换
mov     dl, 0           ; 因为是a:所以为0!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
mov     ah, 0x02        ; BIOS 读取扇区命令
mov     al, 0x03                            ; 一个扇区,这里不应该只读一个扇区，应该根据文件大小来决定,等待修改!!!!!
int     0x13            ; 调用中断,内核放在0x1e00!      ;在磁盘的位置?
mov ax, LoadKerSuess                        ;成功
mov bp, ax                          ; es:bp = 串地址   
mov cx, LoadKerlength                       ; cx = 串长度
call PrintMsg   
ret
;=============================================
;清屏
;=============================================
Clrscr :
   mov ax,0x0600 ; 使用中断10h的功能6，实现卷屏，如果al=0则清屏
   mov cx,0x0000 ; 清屏
   mov dx,0x174f ; 卷屏至23，79
   mov bh,0 ; 使用颜色0来填充
   int 0x10 ; 调用10h中断
ret
;=============================================
;显示信息
;=============================================
PrintMsg:
   mov ax, 01301h ; ah = 13, al = 01h
   mov bx, 000ch ; 页号为0(bh = 0) 黑底红字(bl = 0Ch,高亮)
   mov dl, 0
   mov dh, BYTE [NoLine]
   int 10h ; 10h 号中断
   add dh,1
   mov BYTE [NoLine],dh
ret
BootMessage: db "Welcome to T's OS!",0x0D,0x0A
Msglength equ $-BootMessage
DB 0x00
Kernel: db 'KERNEL  BIN'                    ;8+3=11位;将来这里改成内核的文件名!!!!!!!!!!!!!
LoadKerSuess: db 'Load Kernel.bin Success!',0x0D,0x0A
LoadKerlength equ $-LoadKerSuess
DB 0x00
LoadKerFail: db 'Load Kernel.bin Fail!',0x0D,0x0A
LoadKerFaillength equ $-LoadKerFail
DB 0x00
ProMessage: db "I'm in the Pro Mode!",0x0D,0x0A
ProMsglength equ $-ProMessage
DB 0x00
NoLine DB 0x00
times 510-($-$$) db 0 ; 填充剩下的空间，使生成的二进制代码恰好为512字节
dw 0xaa55 ; 结束标志
;把这段代码用NASM编译一下：
;nasm boot.asm –o boot.bin
;应该把内核在pro模式下加载就对了!