【0】README
- 0.1） 本代码旨在演示 在boot 代码中，如何 通过 loader文件所在根目录条目 找出该文件的 在 软盘所有全局扇区号（簇号），并执行内存中的 loader 代码；
- 0.2） 此代码非常重要，关系到bootloader的加载和运行（打印字母 L）（干货）
- 0.3） source code from orange’s implemention of a os and for complete code , please visit https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/blob/master/boot.asm
- 0.4） 就本os而言，即orange’s os ，”从扇区copy os加载程序 loader 到内存0x09000:0100“这个任务 是在 引导扇区中的引导程序boot 中完成的，而且在 boot 完成本任务之前，引导程序boot还完成 ”在根目录区寻找 加载程序loader 对应的根目录条目“的任务，注意这与linux 是不同的；
- 0.5）即是说，orange’s os 中的启动程序boot 执行了两个任务： os引导程序boot 在根目录区寻找os加载程序文件loader 对应的根目录条目 + os引导程序boot 从扇区拷贝os加载程序loader文件到内存（boot copy kernel to mem in the same method）
- Attention）
- A1） loader文件所在根目录条目 是由 p109.asm 得到的， 在查找完文件名称且匹配后，di 指向文件名的后一个字节，但di还存在于当前匹配成功的 根目录条目中；
- A2） 要死死记住 根目录条目的数据结构存储的是：（文件名 + 文件属性 + 最后一次写入时间 + 最后一次写入日期 + 此条目对应的开始簇号 + 文件大小）
- A2） 要死死记住 根目录条目的数据结构存储的是：（文件名 + 文件属性 + 最后一次写入时间 + 最后一次写入日期 + 此条目对应的开始簇号 + 文件大小）
【1】SOURCE CODE
LABEL_FILENAME_FOUND: ; 找到 LOADER.BIN 后便来到这里继续
mov ax, RootDirSectors ; RootDirSectors=14
and di, 0FFE0h ; di -> 当前条目的开始，每个条目=32字节，0ffe0==1111 1111 1110 0000
add di, 01Ah ; di -> 首 Sector ，条目数据结构中，开始簇号的offset=26字节；
mov cx, word [es:di]
push cx ; 保存此 Sector 在 FAT 中的序号 ，cx等于loader文件的开始簇号（在数据区）
add cx, ax
add cx, DeltaSectorNo ; cl <- LOADER.BIN的起始扇区号(0-based)
; 这里加完之后，cx=该loader 文件相对于0号扇区的扇区号（也即相对于整个软盘而言）
mov ax, BaseOfLoader
mov es, ax ; es <- BaseOfLoader
mov bx, OffsetOfLoader ; bx <- OffsetOfLoader
mov ax, cx ; ax <- Sector 号
LABEL_GOON_LOADING_FILE:
push ax ; `.
push bx ; | es:bp 是串地址，CX=串长度，ah= ,al= '.' 打印什么东西， bh=页号，bl=黑底红字
mov ah, 0Eh ; | 每读一个扇区就在 "Booting " 后面
mov al, '.' ; | 打一个点, 形成这样的效果:
mov bl, 0Fh ; | Booting ......
int 10h ; | | 一句话说完，以上对register的初始化，都是为触发10h 号中断做准备工作的，
pop bx ; |
pop ax ; /
mov cl, 1
call ReadSector ; 这个ReadSector非常重要，目的就是读取cl个扇区到 es:bx中，而bx 每次都自增512字节；(这是读软盘某扇区到内存中的关键步骤)
pop ax ; cur_line=154, 取出此 Sector 在 FAT 中的序号(ax <- cx)，line133 push cx 已压入栈, cx=Loader文件在数据区的开始簇号；
call GetFATEntry ; 找到序号为 ax 的 Sector 在 FAT 中的条目, 结果放在 ax 中
cmp ax, 0FFFh
jz LABEL_FILE_LOADED ; 相等，则说明 该簇号是最后一个簇号
push ax ; 保存 Sector 在 FAT 中的序号
mov dx, RootDirSectors
add ax, dx
add ax, DeltaSectorNo ; DeltaSectorNo equ 17
add bx, [BPB_BytsPerSec] ; bx加上一个扇区的字节数，即跳转到下一个扇区；因为读取地址是 es:bx
jmp LABEL_GOON_LOADING_FILE
LABEL_FILE_LOADED:
mov dh, 1 ; "Ready." 加载完毕
call DispStr ; 显示字符串
;
jmp BaseOfLoader:OffsetOfLoader; 这一句正式跳转到已加载到内， 开始执行loader 代码；
; 存中的 LOADER.BIN 的开始处，
; 开始执行 LOADER.BIN 的代码。
; Boot Sector 的使命到此结束**
GetFATEntry Source Code
;—————————————————————————-
; 函数名: GetFATEntry
;—————————————————————————-
; 作用:
; 找到序号为 ax 的 Sector 在 FAT 中的条目, 结果放在 ax 中
; 需要注意的是, 中间需要读 FAT 的扇区到 es:bx 处, 所以函数一开始保存了 es 和 bx
GetFATEntry:
push es
push bx
push ax ; cur_line=269, ax 存储该文件在FAT中的开始簇号（又FAT的第0和第1项不使用，所以FAT条目的开始簇号起步价为2，且数据区的第一个簇的簇号是2）
mov ax, BaseOfLoader; `.
sub ax, 0100h ; | 在 BaseOfLoader 后面留出 4K 空间用于存放 FAT
; | 因为每个扇区=512B，FAT=8个扇区=4k；
mov es, ax ; /
pop ax ; ax恢复line269 push ax 的值，（current line=273）
mov byte [bOdd], 0 ; bOdd db 0 ; 奇数(value=1)还是偶数(value=0)
mov bx, 3
mul bx ; dx:ax = ax * 3
mov bx, 2
div bx ; dx:ax / 2 ==> ax <- 商, dx <- 余数
cmp dx, 0
jz LABEL_EVEN
mov byte [bOdd], 1 ; 奇数(value=1)偶数(value=0)
LABEL_EVEN:;偶数
; 现在 ax 是 FATEntry 在 FAT 中的偏移量,下面来
; 计算 FATEntry 在哪个扇区中(FAT占用不止一个扇区)
; 因为 FATEntry 占用12位，解释了line276 line278 的 乘3 和 除2 操作；cur_line=285
xor dx, dx
mov bx, [BPB_BytsPerSec] ;
div bx ; dx:ax / BPB_BytsPerSec
; ax <- 商 (FATEntry 所在的扇区相对于 FAT 的扇区号 , FAT共有9个扇区 )
; dx <- 余数 (FATEntry 在扇区内的偏移)
push dx ; FATEntry 在扇区内的偏移
mov bx, 0 ; bx <- 0 于是, es:bx = (BaseOfLoader - 100):00
add ax, SectorNoOfFAT1 ; 此句之后的 ax 就是 FATEntry 所在的扇区号（全局）
; SectorNoOfFAT1 equ 1 ; FAT1 的第一个扇区号 = BPB_RsvdSecCnt
mov cl, 2
call ReadSector ; 读取 FATEntry 所在的扇区, 一次读两个, 避免在边界
; 发生错误, 因为一个 FATEntry 可能跨越两个扇区
; ReadSector 从第 ax 个 Sector 开始, 将 cl 个 Sector 读入 es:bx 中, es:bx = (BaseOfLoader - 100):00
pop dx ; 将 FATEntry 在扇区内的偏移(line292) 出栈，cur_line=300
add bx, dx ; 因为bx=0，偏移量 -> bx
mov ax, [es:bx] ; es:bx = (BaseOfLoader - 100):00+dx( FATEntry 在扇区内的偏移)
cmp byte [bOdd], 1 ; 奇数(value=1)偶数(value=0)
jnz LABEL_EVEN_2 ; 偶数
shr ax, 4 ; 注意，FATEntry=12bit，占用1.5Byte, 这里很好理解
LABEL_EVEN_2:
and ax, 0FFFh
LABEL_GET_FAT_ENRY_OK:
pop bx
pop es
ret
【2】Conclusion（本代码继p109 后，接着摆）
2.0）写在前面：假设这里有个内核，loader加载该内核到内存，而且内核开始执行的时候肯定已经在保护模式下了。所以loader需要做的事情有两件：
- 2.0.a）加载内核入内存；
- 2.0.b）跳入保护模式；
2.1）下面演示 以上代码的执行步骤：
step1）计算该文件起始簇号对应的全局扇区号：
从根目录条目中抽取出 该文件的起始簇号（FAT专门用于存储文件在数据区的簇号，簇号等于一个或多个扇区），该簇号是相对于数据区的簇号，（因为本FAT12文件系统中，一个簇号==一个扇区，所以簇号就等于扇区的说法，但是不管怎么，知道簇号，我就可以知道扇区号，这些设置是在 FAT12 的引导扇区中定义好了的）所以，我们要算出该簇号对应的 全局簇号（扇区号），因为第一个和第2个FAT不使用，所以全局簇号最后还要减2。
step2）从软盘上 读取该扇区到内存地址 es:bx=9000:1000处，以便进行数据分析；（当然，每次循环后，偏移地址要增加512字节,也即连续读取该文件的扇区内容到 起始位置0x9000:1000处）；
step3）找出 step1 中算出扇区号在 FAT中的条目：- step3.1）首先，算出该扇区在FAT的 对应条目 FATentry 在 FAT中的偏移量（一个条目= 12bits = 1.5Bytes）；（注意，这里的条目是FAT条目，不是根目录区条目，不要搞混了）
- step3.2）然后算出该偏移量在哪个扇区，以及在该扇区的偏移量；
- step3.3）读取对应FAT条目所在扇区和相邻扇区（也即读2个扇区，因为条目占1.5个字节，可能跨扇区存储）到 es:bx= (9000h-100h): 00 处；
- step3.4）在es:bx处 对两个扇区求出 该扇区对应的 FAT条目值（即12位值）；
step4）比较FAT条目值 是否 == fffh：
- step4.1）如果相等，则证明该条目是最后一个条目，即over了；
- step4.2）如果不等，将该FAT条目压栈（因为它是一个链条，不断压栈，直到 fffh 出现），然后更新该文件的下一个全局扇区号（ax+RootDirSectors+DeltaSectorNo），然后再代入step2）进行循环；最后就可以找出该文件所对应的所有FAT条目，即该文件所占用的所有簇，也即所有扇区了，即是是压栈形成的那个链条值；
step5）找到该文件占用的所有扇区后，跳转到es:bx的地址，即 jmp BaseOfLoader:OffsetOfLoader ，该 loader文件 仅仅是 打印了 字符 ‘L’ ，（该文件内容，就是刚才step2步骤中把软盘扇区中的内容读入内存 es:bx 的内容），（因为正如step2所说的那样，在上述循环过程中，程序已经把该文件的所有扇区内容读取到起始地址为 BaseOfLoader:OffsetOfLoader=0x90000:1000 的内容空间中去了）
jmp BaseOfLoader:OffsetOfLoader ; 这一句正式跳转到已加载到内
; 存中的 LOADER.BIN 的开始处，
; 开始执行 LOADER.BIN 的代码。
; Boot Sector 的使命到此结束
Attntion）其实你发现： 这个 BaseOfLoader : OffsetOfLoader 处的内容，是 LABEL_GOON_LOADING_FILE 标识符后的 ReadSector函数每次读一个扇区读进去的，而每次的起始扇区号由 GetFATEntry 函数 提供的，而 GetFATEntry 函数的作用：找到序号为 ax 的 Sector 在 FAT 中的条目, 结果放在 ax 中。就这样 ReadSector函数 + GetFATEntry 函数配合起来就把loader文件从 软盘的扇区读到了 起始内存地址 es:bx=9000h:0100 （每次循环后，偏移地址自增512字节）；
Complementary）FAT的作用：当文件size 大于 512B，则FAT是找出该文件所占用的全部簇（簇：一个或多个扇区，引导扇区的BPB_SecPerClus记录该数字）
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