Foxdisk05-启动原理2

观察Foxdisk3的makefile，可以看到使用的是bcc -ms的编译开关。这是要求编译器采用Samll内存模式进行编译，其特点是栈和数据都在64K以内,Code在另外一个64K内。为什么采用Small方式？主要是我当时设计的时候，没有考虑到后面的各种新的需求，以为代码可以控制在64K内完成；另外，这种模式比较便于汇编和C的混合编写，不用去考虑复杂的数据段、代码段的定位。

在整个代码编写过程中，除了引导部分（也即Loader.asm），其他的代码尽量用C编写。但是有两部分的代码仍旧无法避免使用汇编，一是时钟中断，为了让几个任务并行工作，使用了汇编；二是32位数的乘除计算。我们在平常使用C/C++及其他高级语言的时候，大数的计算很平常。那是因为编译器已经提供了库函数调用，方便 程序员 使用，操作系统已经提供了这样的机制进行支持。Foxdisk某种程度上相当于简单的操作系统，这些机制完全没有提供。因此，在进行大数计算时，只能自己来写这些函数了。

回到我们的启动话题。Loader.asm包含了所有启动的秘密，其承载了将Foxdisk的演出场景安排好的任务，相当于整个程序的导演，也是整个程序最难读的地方。我试着以自己的语言，将其原理解释清楚。

Loader.asm在编译后，将链接成一段512字节的二进制码。当然，它不是单独存在的，是与其他代码混杂着存在于Foxdisk.exe中。这段512字节码将由Setup.c中的main()函数拷贝到MBR区，起到引导的作用。

Bios在释放控制权的时候，将把MBR区的代码加载到0x7C00处，并跳转执行。也即从Loader.asm中的load_start处开始执行。

整个Loader.asm实现的功能可以概括为三个：1) 将存储在硬盘上的Foxdisk代码拷贝到指定的内存；2)将Foxdisk运行的数据拷贝到另外一段64K的内存中；3) 设定栈，并远程跳转(retf)至Foxdisk的BootEntry处，开始运行Foxdisk。Loader.asm中的几个变量，nCodeSect:Foxdisk代码段占用的硬盘扇区数；nDataSect:Foxdisk数据段占用的扇区数；iBegin: Foxdisk程序镜像所存储的硬盘起始位置；这些变量均由Setup.c中的函数进行初始化，也即安装的时候确定。另外一个变量iDisk，其值为0×80或者0×81，表示BIOS所认的第一个硬盘还是第二个硬盘，也是由Setup.c中函数对其进行初始化的。如果Foxdisk镜像存储在第二个硬盘上，则必须设置为0×81。现在想来，其作用不大，而且容易给调试带来麻烦。

load_start到load_chs，尝试使用扩展中断0×13（ah=0×40以上的int 0×13）访问磁盘中的数据，加载Foxdisk的代码段至0×7000:0起始的64K内存，数据段加载至0×8000:0开始的64K内存。

如果磁盘不支持磁盘的扩展中断（这种情况基本不可能），则回到原始的硬盘访问中断，尝试将Foxdisk的代码段和数据段加载到指定的内存中。从load_chs到load_ok间做的就是这件事，其功能与上一段其实是相同的，大部分情况下也不会执行。

从标志load_ok开始，进行设置栈以及跳转的工作。Retf是条远跳转指令，它将栈中的4个字节当成CS:IP，跳转过去执行。以上工作均在实模式下进行，不用考虑复杂的权限问题。注意，在retf执行前，bx中已经包含了BootEntry的地址，执行前的push bx就是将地址压栈，准备远程跳转。

至此，我们可以暂时抛去晦涩难懂的汇编，进入了C的世界。

下一篇博客是启动原理的最后一篇，介绍Foxdisk的整体逻辑框架，从逻辑层面介绍我是如何编排实现Foxdisk的功能。

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