引导加载程序不会跳转到内核代码
我正在写小操作系统 – 用于练习。 我开始使用bootloader。
我想创build一个运行在16位真实模式（现在）的小型命令系统。
我已经创build了bootloader来重置驱动器，然后在bootloader之后加载扇区。
问题是因为jmp函数没有实际发生。
我试图加载下一个扇区在0x7E00（我不完全确定如何使用es：bx指向地址，这可能是一个问题，我相信它的地址：偏移量），就在bootloader之后。
这是代码：
; ; SECTOR 0x0 ; ;dl is number of harddrive where is bootloader org 0x7C00 bits 16 ;reset hard drive xor ah,ah int 0x13 ;read sectors clc mov bx,0x7E00 mov es,bx xor bx,bx mov ah,0x02 ;function mov al,0x1 ;sectors to read mov ch,0x0 ;tracks mov cl,0x1 ;sector mov dh,0x0 ;head int 0x13 ;if not readed jmp to error jc error ;jump to 0x7E00 - executed only if loaded jmp 0x7E00 error: mov si,MSGError .loop: lodsb or al,al jz .end mov ah,0x0E int 0x10 jmp .loop .end: hlt MSGError db "Error while booting", 0x0 times 0x1FE - ($ - $$) db 0x0 db 0x55 db 0xAA ; ; SECTOR 0x1 ; jmp printtest ;definitions MSGLoaded db "Execution successful", 0x0 ; ; Print function ; si - message to pring (NEED TO BE FINISHED WITH 0x0) printtest: mov si,MSGLoaded .loop: lodsb or al,al jz .end mov ah,0x0E int 0x10 jmp .loop .end: hlt times 0x400 - ($-$$) db 0x0
我一直在使用VirtualBoxtesting这个代码，但实际上没有发生，读取错误不显示，以及应该打印的消息。
这个代码的主要问题是：
- ES：BX指向错误的片段：offset来加载内核
- 错误的部门正在加载，所以内核不是预期的
第一个是这个代码：
mov bx,0x7E00 mov es,bx xor bx,bx
该问题想要从扇区加载到0x0000:0x7E00 （ ES：BX ）。 此代码将ES：BX设置为0x7E00:0x0000 ，这将parsing为物理地址0x7E000 （（0x7E00 << 4）+ 0x0000）。 我认为其目的是将0x07E0加载到ES中 ，这会产生0x7E00 （（0x07E0 << 4）+ 0x0000）的物理地址。 你可以在这里了解更多关于16:16内存寻址的计算。 将该段乘以16与将其左移4位相同。
代码中的第二个问题在这里：
mov ah,0x02 ;function mov al,0x1 ;sectors to read mov ch,0x0 ;tracks mov cl,0x2 ;sector number mov dh,0x0 ;head int 0x13
磁盘上第二个512块扇区的编号是2，而不是1.因此，要修复上述代码，您需要相应地设置CL ：
mov cl,0x2 ;sector number
Bootloader开发的一般技巧
其他可能会影响各种仿真器，虚拟机和实际物理硬件运行代码的问题包括：
- 当BIOS跳转到您的代码时，您不能依赖具有有效或期望值的CS ， DS ， ES ， SS ， SP寄存器。 当你的引导程序启动时，它们应该被适当的设置。 您只能保证您的引导加载程序将从物理地址0x00007c00加载并运行，并且启动驱动器号被加载到DL寄存器中。
- 将SS：SP设置为你知道的内存不会与你自己的代码的操作冲突。 BIOS可能已经将其默认堆栈指针放置在第一兆字节的可用和可寻址RAM中的任何地方。 不能保证它在哪里，它是否适合你所写的代码。
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lodsb，movsb等使用的方向标志可以被设置或清除。 如果方向标志设置不正确， SI / DI寄存器的调整方向可能会错误。 使用STD/CLD将其设置为您希望的方向（CLD =正向/ STD =反向）。 在这种情况下，代码假定向前移动，所以应该使用CLD。 有关这方面的更多信息，请参见指令集参考 - 当跳转到内核时，通常将FAR JMP设置为一个好主意，以便将CS：IP正确设置为期望值。 这可以避免内核代码的问题，这些问题可能会在同一段内的JMP和CALL 附近 进行 。
- 如果将您的引导加载程序定位到适用于8086/8088处理器（及更高版本）的16位代码，请避免在汇编代码中使用32位寄存器。 使用AX / BX / CX / DX / SI / DI / SP / BP代替EAX / EBX / ECX / EDX / ESI / EDI / ESP / EBP 。 虽然在这个问题上不是问题，但对其他人寻求帮助却是一个问题。 一个32位的处理器可以利用16位实模式下的32位寄存器，但8086/8088/80286不能，因为它们是16位处理器，而不能访问扩展的32位寄存器。
- FS和GS段寄存器被添加到80386 + CPU中。 避免他们，如果你打算瞄准8086/8088/80286。
要解决第一个和第二个项目，可以在引导加载程序启动附近使用此代码：
xor ax,ax ; We want a segment of 0 for DS for this question mov ds,ax ; Set AX to appropriate segment value for your situation mov es,ax ; In this case we'll default to ES=DS mov bx,0x8000 ; Stack segment can be any usable memory cli ; Disable interrupts to circumvent bug on early 8088 CPUs mov ss,bx ; This places it with the top of the stack @ 0x80000. mov sp,ax ; Set SP=0 so the bottom of stack will be @ 0x8FFFF sti ; Re-enable interrupts cld ; Set the direction flag to be positive direction
一些事情要注意。 当你改变SS寄存器的值时（在这个例子中是通过MOV ），处理器就会关掉那条指令的中断，直到下一条指令完成。 通常情况下，如果更新SS后立即更新SP，则不需要担心禁用中断。 8088处理器很早就出现了一个bug，在这种情况下，如果你的目标是最广泛的环境，明确地禁用和重新启用它们是一个安全的select。 如果您不打算在8088上运行，那么可以在上面的代码中删除CLI / STI指令。 我在80年代中期在家用电脑上工作时，首先知道这个问题。
第二件要注意的是我如何设置堆栈。 对于新的8088/8086 16位汇编的人来说，堆栈可以设置多种方式。 在这种情况下，我将堆栈的顶部（内存中的最低部分）设置为0x8000 （ SS ）。 然后我把堆栈指针（ SP ）设置为0 。 当你以16位实模式在堆栈上压入某些东西时，处理器首先将堆栈指针递减2，然后在该位置放置一个16位的WORD 。 因此，第一次推入堆栈将在0x0000-2 = 0xFFFE（-2）。 你会有一个SS：SP看起来像0x8000:0xFFFE 。 在这种情况下，堆栈从0x8000:0x0000到0x8000:0xFFFF 。
当处理在8086上运行的堆栈（不适用于80286,80386+处理器）时，将堆栈指针（ SP ）设置为偶数是个好主意。 在原来的8086上，如果将SP设置为奇数，则每次访问堆栈空间都会导致4个时钟周期的惩罚 。 由于8088有一个8位数据总线，所以不存在这种惩罚，但是在8086上加载一个16位字需要4个时钟周期，而在8088上需要8个时钟周期（两个8位存储器读）。
最后，如果要显式设置CS：IP，以便在JMP完成（到内核）时正确设置CS ，则build议执行FAR JMP （ 请参阅影响段寄存器 / FAR跳转的操作 ）。 在NASM语法中， JMP将如下所示：
jmp 0x07E0:0x0000
有些（即MASM / MASM32）汇编程序不能直接支持对FAR Jmp进行编码，因此可以采用如下手动方式：
db 0x0ea ; Far Jump instruction dw 0x0000 ; Offset dw 0x07E0 ; Segment
如果使用GNU汇编器，它看起来像：
ljmpw $0x07E0,$0x0000
