汇编语言 引导扇区 Boot Sector 编写规范

汇编语言阿木 发布于 7 天前 4 次阅读


阿木博主一句话概括:深入汇编语言引导扇区(Boot Sector)的编写规范与实现

阿木博主为你简单介绍:
引导扇区是计算机启动过程中至关重要的部分,它负责从硬盘或其他存储设备加载操作系统。本文将围绕汇编语言引导扇区的编写规范,从基础知识、结构、编写技巧以及实际实现等方面进行详细探讨。

一、
引导扇区,也称为引导记录(Boot Record),是硬盘上的第一个扇区,其作用是在计算机启动时加载操作系统。在汇编语言中,编写一个有效的引导扇区需要遵循一定的规范和技巧。本文将详细介绍引导扇区的相关知识,帮助读者掌握编写规范。

二、基础知识
1. 扇区与磁头
硬盘由多个盘片组成,每个盘片被划分为多个同心圆,称为磁道。磁道又被划分为若干个扇区,每个扇区可以存储一定量的数据。引导扇区位于硬盘的第一个磁道,即0磁头,0柱面,1扇区。

2. 主引导记录(MBR)
主引导记录是引导扇区的一部分,它包含硬盘的分区信息以及引导程序。MBR的大小通常为512字节。

3. 引导程序
引导程序是引导扇区中的核心部分,负责将操作系统加载到内存中。引导程序通常位于MBR之后,大小不超过446字节。

三、引导扇区结构
1. 引导扇区头部(Boot Sector Header)
引导扇区头部包含引导扇区的版本信息、系统标志、分区表等信息。其结构如下:


+-----------------+
| Boot Sector Header |
+-----------------+
| 0x00-0x02: Boot Signature (0x55AA) |
| 0x03-0x0A: OEM Name (最多8个字符) |
| 0x0B-0x0C: Sector Count (扇区总数) |
| 0x0D-0x0E: System Flags (系统标志) |
| 0x0F-0x12: Partition Table (分区表) |
| 0x13-0x14: Boot Signature (0xAA55) |
+-----------------+

2. 分区表(Partition Table)
分区表包含硬盘分区的信息,如起始扇区、结束扇区、分区类型等。其结构如下:


+-----------------+
| Partition Table Entry |
+-----------------+
| 0x00-0x01: Boot Indicator (0x80表示活动分区) |
| 0x02-0x03: Starting CHS (起始磁头、磁道、扇区) |
| 0x04-0x05: Ending CHS (结束磁头、磁道、扇区) |
| 0x06-0x07: Partition Type (分区类型) |
| 0x08-0x0B: Starting LBA (起始LBA地址) |
| 0x0C-0x0F: Ending LBA (结束LBA地址) |
+-----------------+

3. 引导程序(Boot Program)
引导程序位于分区表之后,负责将操作系统加载到内存中。其结构如下:


+-----------------+
| Boot Program |
+-----------------+
| 0x00-0x04: Jump Instruction (跳转到引导程序入口) |
| 0x05-0x4A: Bootloader Code (引导程序代码) |
| 0x4B-0x4F: Disk Parameter Table (磁盘参数表) |
| 0x50-0x5A: Bootloader Data (引导程序数据) |
| 0x5B-0x5F: Boot Signature (0x55AA) |
+-----------------+

四、编写规范
1. 编写环境
编写引导扇区需要使用汇编语言,并使用相应的汇编器进行编译。常用的汇编器有NASM、MASM等。

2. 编写技巧
(1)遵循MBR和引导程序的结构,确保代码正确加载到硬盘的第一个扇区。
(2)使用BIOS中断调用,如INT 0x13,实现硬盘读写操作。
(3)注意内存保护,避免对系统内存造成破坏。
(4)编写简洁、高效的代码,减少引导时间。

3. 代码示例
以下是一个简单的引导程序示例,使用NASM汇编器编写:

asm
[org 0x7C00] ; 设置程序入口地址
[bits 16] ; 设置16位模式

start:
cli ; 关闭中断
xor ax, ax ; 将AX寄存器清零
mov ds, ax ; 将DS寄存器设置为0
mov es, ax ; 将ES寄存器设置为0
mov ss, ax ; 将SS寄存器设置为0
mov sp, 0x7C00 ; 将SP寄存器设置为0x7C00

mov bx, 0x8000 ; 将操作系统加载到内存0x8000处
mov ah, 0x02 ; 设置INT 0x13功能号(读取扇区)
mov al, 0x01 ; 设置读取扇区数量
mov ch, 0x00 ; 设置磁头号
mov cl, 0x02 ; 设置扇区号
mov dh, 0x00 ; 设置磁道号
mov dl, 0x80 ; 设置驱动器号(0x80表示硬盘)
int 0x13 ; 调用INT 0x13中断

jmp 0x8000 ; 跳转到操作系统加载地址

times 510-($-$$) db 0 ; 填充剩余的扇区空间
dw 0xAA55 ; 设置引导扇区结束标志

五、总结
本文详细介绍了汇编语言引导扇区的编写规范,包括基础知识、结构、编写技巧以及实际实现。通过学习本文,读者可以掌握编写引导扇区的基本方法,为后续的操作系统开发打下基础。

注意:本文仅供参考,实际编写引导扇区时,请根据具体需求进行调整。