fat: rework bootloader
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parent
598a2c0fdf
commit
9288ad46a4
431
fat.asm
431
fat.asm
@ -1,241 +1,242 @@
|
|||||||
; Memory layout:
|
; Bootsector for FAT12 filesystems
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%define segment 0x00100
|
; Memory layout:
|
||||||
|
; 0000-03FF IVT
|
||||||
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; 0400-0500 Bios data area
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||||||
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; 0501-0600 Stack for us
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||||||
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; 0600-0800 This code
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org 0x0600
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; 0800-0A00 Buffer for disk
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||||||
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buf: equ 0x0800
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||||||
|
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||||||
%define self (0x7C00-(segment<<4)) ; 1 sector
|
jmp near init
|
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%define fattab (self+0x200) ; variable size
|
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||||||
%define rootdir 0x00100 ; variable size
|
|
||||||
%define prog 0x0F000 ; 4K at the end for OS
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||||||
|
|
||||||
org self
|
; current cluster number
|
||||||
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cclus: dw 0
|
||||||
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; sector number in cluster
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||||||
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csec: dw 0
|
||||||
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||||||
jmp short init
|
times (0x0B - ($-$$)) db 0
|
||||||
|
fdc: ; sector size
|
||||||
cluster_offset:
|
.ss: dw 0x200
|
||||||
dw 0
|
; sectors per cluster
|
||||||
|
.sc: db 2
|
||||||
times (0x0B - ($-$$)) db 0
|
; reserved sector count
|
||||||
|
.rsc: dw 1
|
||||||
fdc:
|
.fn: ; number of file allocation tables
|
||||||
.ss:
|
db 2
|
||||||
dw 0x200 ; sector size
|
.rde: ; number of root directory entries
|
||||||
.sc:
|
dw 0x70
|
||||||
db 2 ; sectors per cluster
|
.ts: ; total number of sectors
|
||||||
.rsc:
|
dw 720
|
||||||
dw 1 ; reserved sector count
|
.mid: db 0xFD
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||||||
.fn:
|
.sf: dw 2
|
||||||
db 2 ; number of file allocation tables
|
.spt: dw 9
|
||||||
.rde:
|
.nos: dw 2
|
||||||
dw 0x70 ; number of root directory entries
|
.po: dd 0
|
||||||
.ts:
|
.lrgts: ; large sector count - relevant if .ts is 0
|
||||||
dw 720 ; total number of sectors
|
|
||||||
.mi: ; medium identifier
|
|
||||||
db 0xFD ; 5.25-inch Double sided, 40 tracks per side, 9 sectors per track (360 KB)
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||||||
.sf: ; sectors per fat
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||||||
dw 2
|
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||||||
.spt:
|
|
||||||
dw 9 ; sectors per track
|
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||||||
.nos:
|
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||||||
dw 2 ; number of sides (heads)
|
|
||||||
.po:
|
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||||||
dd 0 ; partition offset (in LBA blocks)
|
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.lrgts:
|
|
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dd 0
|
dd 0
|
||||||
.drv:
|
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||||||
db 0 ; drive number
|
|
||||||
db 0
|
|
||||||
db 0x29 ; efdc signature
|
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||||||
.vid:
|
|
||||||
dd 0 ; volume id
|
|
||||||
.vlabel:
|
|
||||||
db "2B"
|
|
||||||
times (54 - ($-$$)) db " "
|
|
||||||
.fstype:
|
|
||||||
db "FAT12"
|
|
||||||
times (62 - ($-$$)) db " "
|
|
||||||
|
|
||||||
; mformat keeps writing until here
|
; mformat keeps writing until here
|
||||||
; if we place init earlier, code gets overwritten
|
; if we place init earlier, code gets overwritten
|
||||||
times (62 - ($-$$)) nop
|
times (62 - ($-$$)) nop
|
||||||
|
|
||||||
init:
|
init: xor ax, ax
|
||||||
cli
|
|
||||||
jmp segment:main
|
|
||||||
|
|
||||||
main:
|
|
||||||
; Stack grows down from 64k
|
|
||||||
mov ax, cs
|
|
||||||
mov ss, ax
|
|
||||||
mov sp, prog
|
|
||||||
mov ds, ax
|
mov ds, ax
|
||||||
mov es, ax
|
mov es, ax
|
||||||
|
mov ss, ax
|
||||||
|
mov sp, 0x0600
|
||||||
|
|
||||||
mov [fdc.drv], dl ; save drive number in fd
|
; Relocate and jump
|
||||||
sti
|
mov di, sp
|
||||||
|
mov si, 0x7C00
|
||||||
|
mov cx, 0x0100
|
||||||
|
rep movsw
|
||||||
|
jmp 0:main
|
||||||
|
|
||||||
; load fat table into memory
|
; Set adress for sector read/write
|
||||||
mov ax, [fdc.rsc]
|
; Number is relative to current partition
|
||||||
mov cx, [fdc.sf]
|
; IN dx:ax sector number
|
||||||
xor dx, dx
|
seek: push ax
|
||||||
mov bx, fattab
|
|
||||||
call load_sectors
|
|
||||||
|
|
||||||
; calculate length of rootdir
|
|
||||||
mov ax, [fdc.rde]
|
|
||||||
mov cl, 4
|
|
||||||
shr ax, cl ; 32 bytes per entry
|
|
||||||
mov cx, ax
|
|
||||||
|
|
||||||
; load root dir
|
|
||||||
xor dx, dx
|
|
||||||
mov ax, [fdc.sf]
|
|
||||||
mul byte [fdc.fn]
|
|
||||||
add ax, [fdc.rsc]
|
|
||||||
mov bx, rootdir
|
|
||||||
call load_sectors
|
|
||||||
|
|
||||||
; remember where we left off
|
|
||||||
; clusters start after rootdir
|
|
||||||
mov [cluster_offset], ax
|
|
||||||
|
|
||||||
; Load kernel
|
|
||||||
mov bx, prog
|
|
||||||
mov ax, kernel_name
|
|
||||||
call load_file
|
|
||||||
mov bp, 0x3332
|
|
||||||
jc error
|
|
||||||
|
|
||||||
mov dl, [fdc.drv]
|
|
||||||
|
|
||||||
; jump into kernel
|
|
||||||
jmp segment:prog
|
|
||||||
|
|
||||||
; Load a file into memory
|
|
||||||
; IN AX pointer to 8.3 filename
|
|
||||||
; ES:BX pointer to target area
|
|
||||||
; OUT CF flag set if error
|
|
||||||
; DI file size in bytes (<64K)
|
|
||||||
load_file:
|
|
||||||
mov si, rootdir
|
|
||||||
mov cx, [fdc.rde]
|
|
||||||
.search:
|
|
||||||
push cx
|
|
||||||
push si
|
|
||||||
mov di, ax
|
|
||||||
mov cx, 11
|
|
||||||
repe cmpsb
|
|
||||||
pop si
|
|
||||||
pop cx
|
|
||||||
je .read
|
|
||||||
add si, 0x20
|
|
||||||
loop .search
|
|
||||||
xor di, di
|
|
||||||
stc
|
|
||||||
ret
|
|
||||||
.read:
|
|
||||||
mov ax, [si+0x1A]
|
|
||||||
mov di, [si+0x1C]
|
|
||||||
jmp read_clusters
|
|
||||||
|
|
||||||
; Read the file given by cluster number
|
|
||||||
; into the target program area
|
|
||||||
; in ax cluster number
|
|
||||||
read_clusters:
|
|
||||||
; read cluster into area for target file
|
|
||||||
push ax
|
|
||||||
sub ax, 2
|
|
||||||
mul BYTE [fdc.sc]
|
|
||||||
add ax, [cluster_offset]
|
|
||||||
xor dx, dx
|
|
||||||
mov cx, [fdc.sc]
|
|
||||||
xor ch, ch
|
|
||||||
call load_sectors
|
|
||||||
pop ax
|
|
||||||
|
|
||||||
; calculate index in FAT
|
|
||||||
mov si, ax
|
|
||||||
shr si, 1
|
|
||||||
add si, ax
|
|
||||||
add si, fattab
|
|
||||||
|
|
||||||
; load entry from FAT, truncate to 12 bit
|
|
||||||
mov dx, [si]
|
|
||||||
test ax, 1
|
|
||||||
jz .noshift
|
|
||||||
mov cl, 4
|
|
||||||
shr dx, 4
|
|
||||||
.noshift:
|
|
||||||
mov ax, dx
|
|
||||||
|
|
||||||
and ax, 0x0FFF
|
|
||||||
cmp ax, 0x0FF8
|
|
||||||
jc read_clusters
|
|
||||||
|
|
||||||
ret
|
|
||||||
|
|
||||||
; Read sectors from disk
|
|
||||||
; Does not return on error
|
|
||||||
; ax and bx will be incremented, cx decremented
|
|
||||||
; in dx:ax sector number
|
|
||||||
; es:bx buffer
|
|
||||||
; cx number of sectors to read
|
|
||||||
; out dx:ax next sector to read
|
|
||||||
; es:bx next free buffer
|
|
||||||
; cx zero
|
|
||||||
load_sectors:
|
|
||||||
; fail instantly if reading sectors > 16 bit
|
|
||||||
test dx, dx
|
|
||||||
mov bp, 0x3330
|
|
||||||
jnz error
|
|
||||||
|
|
||||||
.loop:
|
|
||||||
push ax
|
|
||||||
push cx
|
|
||||||
push dx
|
push dx
|
||||||
|
push ds
|
||||||
|
push cs
|
||||||
|
pop ds
|
||||||
; add partition offset (required for HDD)
|
; add partition offset (required for HDD)
|
||||||
add ax, [fdc.po]
|
add ax, [fdc.po]
|
||||||
adc dx, [fdc.po+2]
|
adc dx, [fdc.po+2]
|
||||||
|
; ax:temp = (lba / spt)
|
||||||
; calculate CHS data
|
; dx:sector = (lba % spt) + 1
|
||||||
div word [cs:fdc.spt] ; ax:temp = (lba / spt)
|
div word [fdc.spt]
|
||||||
inc dx ; dx:sector = (lba % spt) + 1
|
inc dx
|
||||||
mov cl, dl ; sector number
|
; Sector number (bits 0-5) into CL
|
||||||
xor dx, dx
|
; This is blindly assumed to never exeed 63
|
||||||
div word [cs:fdc.nos] ; ax:cylinder = (tmp / heads)
|
mov byte [.cl], dl
|
||||||
|
; ax:cylinder = (tmp / heads)
|
||||||
; dx:head = (tmp % heads)
|
; dx:head = (tmp % heads)
|
||||||
mov ch, al ; cylinder number
|
xor dx, dx
|
||||||
mov dh, dl ; head number
|
div word [fdc.nos]
|
||||||
mov dl, [cs:fdc.drv] ; driver number
|
; Cylinder number bit 0-7 into CH
|
||||||
mov ax, 0x0201 ; ah=0x02 al=0x01
|
mov byte [.ch], al
|
||||||
|
; Head number into DL
|
||||||
|
mov byte [.dh], dl
|
||||||
|
; Bits 8-9 of cylinder number into bits 6-7 of CL
|
||||||
|
and ah, 0x03
|
||||||
|
ror ah, 1
|
||||||
|
ror ah, 1
|
||||||
|
or byte [.cl], ah
|
||||||
|
pop ds
|
||||||
|
pop dx
|
||||||
|
pop ax
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
.cl: db 0
|
||||||
|
.ch: db 0
|
||||||
|
.dl: db 0
|
||||||
|
.dh: db 0
|
||||||
|
|
||||||
|
; Read sector into ES:BX
|
||||||
|
; Sector number has been previously set with seek
|
||||||
|
read: push ax
|
||||||
|
push cx
|
||||||
|
push dx
|
||||||
|
; ah = int13 subfunction 2
|
||||||
|
; al = read 1 sector
|
||||||
|
mov ax, 0x0201
|
||||||
|
; load seek data into registers
|
||||||
|
mov cx, word [cs:seek.cl]
|
||||||
|
mov dx, word [cs:seek.dl]
|
||||||
|
|
||||||
int 0x13
|
int 0x13
|
||||||
mov bp, 0x3331
|
|
||||||
jc error
|
|
||||||
|
|
||||||
pop dx
|
pop dx
|
||||||
pop cx
|
pop cx
|
||||||
pop ax
|
pop ax
|
||||||
|
|
||||||
; count up for next sector
|
|
||||||
add bx, 0x0200
|
|
||||||
inc ax
|
|
||||||
|
|
||||||
loop .loop
|
|
||||||
ret
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
error:
|
; Get start sector of root dirrectory
|
||||||
mov ax, bp
|
; OUT ax sector number
|
||||||
mov ah, 0x0e
|
dirsec: ; Multiply sectors per fat with number of fats
|
||||||
mov bx, 7
|
mov ax, [cs:fdc.sf]
|
||||||
int 0x10
|
mul byte [cs:fdc.fn]
|
||||||
mov al, 0x21
|
; Add number of reserved sectors
|
||||||
int 0x10
|
add ax, [cs:fdc.rsc]
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
; Get root directory length in sectors
|
||||||
|
; OUT cx sectors
|
||||||
|
dirlen: push ax
|
||||||
|
mov ax, [cs:fdc.rde]
|
||||||
|
mov cl, 4
|
||||||
|
shr ax, cl ; 32 bytes per entry
|
||||||
|
mov cx, ax
|
||||||
|
pop ax
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
; Get first sector of data area
|
||||||
|
; OUT ax sector number
|
||||||
|
clusec: push cx
|
||||||
|
call dirsec
|
||||||
|
call dirlen
|
||||||
|
add ax, cx
|
||||||
|
pop cx
|
||||||
|
ret: ret
|
||||||
|
|
||||||
|
; Get total number of sectors
|
||||||
|
; OUT: dx:ax number of sectors
|
||||||
|
secnum: xor dx, dx
|
||||||
|
mov ax, [cs:fdc.ts]
|
||||||
|
test ax, ax
|
||||||
|
jnz ret
|
||||||
|
mov ax, [cs:fdc.lrgts]
|
||||||
|
mov dx, [cs:fdc.lrgts+2]
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
; Get number of clusters
|
||||||
|
; OUT: ax number of clusters
|
||||||
|
; Cant overflow for FAT16 :P
|
||||||
|
clunum: push cx
|
||||||
|
push dx
|
||||||
|
call clusec
|
||||||
|
mov cx, ax
|
||||||
|
call secnum
|
||||||
|
sub ax, cx
|
||||||
|
sbb dx, 0
|
||||||
|
mov cl, byte [cs:fdc.sc]
|
||||||
|
xor ch, ch
|
||||||
|
div cx
|
||||||
|
pop dx
|
||||||
|
pop cx
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
; Scan current buffer for matching file
|
||||||
|
; IN ds = cs
|
||||||
|
; es = cs
|
||||||
|
; OUT bx start cluster if file found
|
||||||
|
; trashed if no match
|
||||||
|
; carry is set if no file was found
|
||||||
|
scadir:
|
||||||
|
push cx
|
||||||
|
push si
|
||||||
|
mov si, buf
|
||||||
|
mov cx, 0x10
|
||||||
|
.loop: push cx
|
||||||
|
push si
|
||||||
|
mov bx, [si+0x1A]
|
||||||
|
mov di, .name
|
||||||
|
mov cx, 11
|
||||||
|
repe cmpsb
|
||||||
|
pop si
|
||||||
|
pop cx
|
||||||
|
je .found
|
||||||
|
add si, 0x20
|
||||||
|
loop .loop
|
||||||
|
stc
|
||||||
|
.found: pop si
|
||||||
|
pop cx
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
.name: db "HELLO "
|
||||||
|
.ext: db "COM"
|
||||||
|
|
||||||
|
open:
|
||||||
|
push ax
|
||||||
|
push cx
|
||||||
|
push dx
|
||||||
|
push bx
|
||||||
|
push ds
|
||||||
|
push es
|
||||||
xor ax, ax
|
xor ax, ax
|
||||||
int 0x16
|
mov ds, ax
|
||||||
int 0x19
|
mov es, ax
|
||||||
|
mov [csec], ax
|
||||||
|
call dirsec
|
||||||
|
call dirlen
|
||||||
|
.loop: xor dx, dx
|
||||||
|
mov bx, buf
|
||||||
|
call seek
|
||||||
|
call read
|
||||||
|
call scadir
|
||||||
|
jnc .found
|
||||||
|
inc ax
|
||||||
|
loop .loop
|
||||||
|
stc
|
||||||
|
.found:
|
||||||
|
mov [cclus], bx
|
||||||
|
pop es
|
||||||
|
pop ds
|
||||||
|
pop bx
|
||||||
|
pop dx
|
||||||
|
pop cx
|
||||||
|
pop ax
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
kernel_name:
|
main: mov [seek.dl], dl ; save drive number
|
||||||
db "BDOS BIN"
|
|
||||||
|
|
||||||
times (0x1FE - ($-$$)) db 0
|
int 3
|
||||||
|
call open
|
||||||
|
int 3
|
||||||
|
|
||||||
dw 0xAA55
|
.hlt: hlt
|
||||||
|
jmp .hlt
|
||||||
|
|
||||||
|
; Padding and signature
|
||||||
|
times (0x1FE - ($-$$)) db 0
|
||||||
|
dw 0xAA55
|
||||||
|
|||||||
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