1
; mbr.S：真实代码节选（NASM 语法，bits 16）
2
; 通过 %include 引入 bootmacros.inc 中的常量与宏
3

4
bits 16
5
org 0x7c00
6

7
%include "../common/bootmacros.inc"
8

9
loader_base_addr        equ 0x8000      ; loader 所处的段地址
10
loader_sectors          equ 8           ; 需要读取的扇区数
11
E820_COUNT              equ 0x8FF0      ; 存储E820条目数量的地址
12

13
        ; 初始化寄存器
14
        mov ax, cs
15
        mov ds, ax
16
        mov ss, ax
17
        mov fs, ax
18
        mov ax, 0
19
        mov es, ax
20
        mov sp, 0x7c00              ; 将 0x7c00 以下的区域作为栈
21
        mov ax, 0xb800
22
        mov gs, ax                  ; 显存段位置
23

24
        call cls                   ; 清空屏幕
25
        mov bx, hello_msg
26
        call print                 ; 输出启动信息
27

28
        call get_memory_map        ; 通过 E820 获取内存映射
29

30
        ; 读 loader（8 个扇区）
31
        mov dh, loader_sectors
32
        mov dl, 0x80               ; 第一个硬盘
33
        mov bx, loader_base_addr
34
        call disk_load
35
        jmp 0:loader_base_addr     ; 跳转至 loader（物理 0x8000）
36

37
hello_msg: db "HELLO, MBR!", 0
38

39
; --- disk_load 含 3 次重试机制（节选） ---
40
disk_load:
41
        pusha
42
        push dx
43
        mov byte [.retry_count], 3
44
.retry:
45
        mov ah, 0x02               ; int 0x13 功能：读扇区
46
        mov al, dh                 ; 读取的扇区数
47
        mov cl, 0x02               ; 从扇区 2 开始（扇区 1 是 MBR）
48
        mov ch, 0x00               ; 柱面 0
49
        mov dh, 0x00               ; 磁头 0
50
        int 0x13
51
        jnc .disk_ok
52
        dec byte [.retry_count]    ; 失败则重试
53
        jz disk_error
54
        mov ah, 0x00               ; 重置磁盘驱动器后重试
55
        int 0x13
56
        jmp .retry
57
.disk_ok:
58
        pop dx
59
        cmp al, dh                 ; 校验实际读取的扇区数
60
        jne sectors_error
61
        popa
62
        ret
63
.retry_count: db 0
64

65
; get_memory_map：通过 int 0x15, ax=0xE820 获取内存映射，存入 E820_BUFFER
66
; （省略实现细节，最多 16 个条目）
67

68
; --- 扇区末尾的引导签名 ---
69
        times 510 - ($ - $$) db 0
70
        db 0x55, 0xaa              ; 写入引导签名，供 BIOS 检查

1
; loader.S：真实代码节选（NASM 语法）
2
; 通过 %include 引入 bootmacros.inc 中的 GDT 宏、分页常量、内核地址常量
3

4
[bits 16]
5
org 0x8000
6

7
%include "../common/bootmacros.inc"
8

9
_start:
10
    jmp loader_start
11

12
; 用宏定义标准 GDT（null / 内核代码段 / 内核数据段 / 视频段）
13
DEFINE_STANDARD_GDT
14

15
loader_start:
16
    cli
17
    xor ax, ax
18
    mov ds, ax
19
    mov es, ax
20
    mov fs, ax
21
    mov gs, ax
22
    SET_STACK_AT_MBR
23

24
    call cls
25
    mov bx, MSG_REAL_MODE
26
    call print_bios
27

28
    ; 启用 A20 地址线（依次尝试 BIOS、键盘控制器、0x92 端口三种方法）
29
    ; ...（省略 A20 启用细节）
30

31
    ; 加载 GDT 并进入保护模式
32
    lgdt [gdt_descriptor]
33
    mov eax, cr0
34
    or eax, 1                  ; 设置 PE 位
35
    mov cr0, eax
36
    jmp SELECTOR_CODE32:init_pm ; 远跳刷新 CS
37

38
[bits 32]
39
init_pm:
40
    mov ax, SELECTOR_DATA32
41
    mov ds, ax
42
    mov es, ax
43
    mov fs, ax
44
    mov ss, ax
45
    mov ax, SELECTOR_VIDEO
46
    mov gs, ax
47
    SET_STACK_AT_PM            ; 切换栈到 0x90000
48

49
    call clear_screen
50
    ; 打印保护模式信息（省略）
51

52
    call setup_page            ; 建立页目录与页表，启用分页
53
    ; 打印分页启用信息（省略）
54

55
    call init_kernel           ; 解析 ELF，加载内核段，返回入口地址于 eax
56

57
    cli
58
.hang:
59
    hlt
60
    jmp .hang
61

62
; --- setup_page：建立页目录与页表（节选） ---
63
; 关键映射：
64
;   - 0xC0000000 的第一个 4MB：低 1MB 恒等映射 + 内核页表
65
;   - 0xC0400000 起：内核所有页表（254 个 PDE）
66
;   - 0xC0800000 起：内核代码/数据物理起点 0x200000
67
setup_page:
68
    ; 清零页目录（位于 0x101000）
69
    ; ...
70
    ; 第 0 个 PDE 与第 768 个 PDE 指向同一页表（低 1MB 恒等映射）
71
    mov eax, PAGE_DIR_PHYSICAL_ADDR - PAGE_SIZE
72
    or eax, PTE_USER | PTE_WRITE | PTE_PRESENT
73
    mov [PAGE_DIR_PHYSICAL_ADDR + 0], eax
74
    mov [PAGE_DIR_PHYSICAL_ADDR + 768 * 4], eax
75
    ; 第 769 个 PDE 指向内核页表区
76
    ; 第 770-1023 共 254 个 PDE 指向内核后续页表
77
    ; ...
78
    call enable_page           ; 设置 CR3、置 CR0.PG、重新加载高地址 GDT
79
    ret
80

81
; --- init_kernel：解析 ELF 程序头，加载段，返回入口地址 ---
82
init_kernel:
83
    call allocate_pages_for_kernel   ; 为内核映像、内核段、内核栈建立映射
84
    call load_hd_kernel_image        ; 从磁盘读取内核映像到 KERNEL_BIN_LOAD_VIRTUAL_ADDR
85
    call do_load_kernel              ; 遍历 PT_LOAD 段，memcpy 到 p_vaddr
86
    finit
87
    mov esp, KERNEL_STACK_TOP - 16   ; 内核栈顶 0xF0000000
88
    mov ebp, esp
89
    jmp eax                          ; 跳转到 ELF 入口点 e_entry
90
    ret

1
static int parse_cmd(char *line, char *argv[])
2
{
3
    int argc = 0;
4
    char *p = line;
5
    while (*p && argc < MAX_ARGS - 1) {
6
        while (*p == ' ') p++;           // 跳过空格
7
        if (!*p) break;
8
        argv[argc++] = p;                // 记录参数起始位置
9
        while (*p && *p != ' ') p++;     // 找到参数结束
10
        if (*p) *p++ = '\0';             // 用空字符替换空格
11
    }
12
    argv[argc] = NULL;                   // 参数数组以 NULL 结尾
13
    return argc;
14
}
15

16
static void shell_cmd(char *line)
17
{
18
    char *argv[MAX_ARGS];
19
    int argc = parse_cmd(line, argv);
20
    if (argc == 0) return;
21

22
    // 命令分发
23
    if (strcmp(argv[0], "help") == 0) {
24
        vga_printf("Commands: help clear echo ls cat mkdir touch write pwd cd\n");
25
        vga_printf("          ps mem uptime version pipe signal diskls exit\n");
26
    } else if (strcmp(argv[0], "ls") == 0) {
27
        const char *p = argc > 1 ? argv[1] : cwd;
28
        int d = fs_opendir(p);
29
        if (d < 0) {
30
            vga_printf("ls: cannot open '%s'\n", p);
31
            return;
32
        }
33
        dirent_t *de;
34
        while ((de = fs_readdir(d))) {
35
            vga_printf("  %s%s\n", de->name,
36
                      de->type == FILE_TYPE_DIRECTORY ? "/" : "");
37
        }
38
        fs_closedir(d);
39
    } else if (strcmp(argv[0], "cat") == 0) {
40
        if (argc < 2) {
41
            vga_printf("Usage: cat <file>\n");
42
            return;
43
        }
44
        char path[128];
45
        if (argv[1][0] == '/') {
46
            strncpy(path, argv[1], 127);
47
        } else {
48
            sprintf(path, "%s/%s",
49
                   strcmp(cwd, "/") == 0 ? "" : cwd,
50
                   argv[1]);
51
        }
52
        int f = fs_open(path, FS_OPEN_READ);
53
        if (f < 0) {
54
            vga_printf("cat: not found\n");
55
            return;
56
        }
57
        char b[128];
58
        ssize_t n;
59
        while ((n = fs_read(f, b, 127)) > 0) {
60
            b[n] = 0;
61
            vga_printf("%s", b);
62
        }
63
        fs_close(f);
64
    }
65
    // ... 更多命令 ...
66
}

1
CHAPTER := 19.boot-image
2
MODULES := mbr loader kernel
3

4
# MBR 模块
5
mbr_SRC := boot/mbr.S
6
mbr_OFFSET := 0
7

8
# Loader 模块
9
loader_SRC := boot/loader.S
10
loader_OFFSET := 1
11

12
# Kernel 模块
13
kernel_SRC := kernel
14
kernel_LDFILE := kernel/link.ld
15
kernel_OFFSET := 9
16

17
# 包含通用 Makefile
18
include ../Makefile.inc

1
cd 19.boot-image
2
make all          # 构建所有模块并创建镜像
3
make run          # 在 QEMU 中运行
4
make clean        # 清理构建产物