песочница

Новости о социальных выплатах заставили поржать ведущую

Последний штрих от мамы

Гравитационный генератор

опять полярная ведьма лютует

Урок ОСдева №5: подготовка к работе с файловой системой FAT12.

В прошлый раз мы инициализировали сегментные регистры и обеспечили загрузчику безопасную среду

обитания. Сегодня будем готовить почву для работы с файловой системой FAT12. Для начала стоит

поподробнее ознакомиться с её структурой. В FAT12 пространство носителя можно разделить на

несколько областей. Они могут быть разного размера, но идут всегда в следующем порядке:

ЗАГРУЗОЧНЫЙ СЕКТОР - ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО - FAT - КД - ОБЛАСТЬ ДАННЫX

Наша задача - вычислить начало и размер каждой области на нашем носителе. Эта информация понадобится

для загрузки файлов. Важный момент: при работе с контроллером флоппи-привода мы оперируем секторами,

а не байтами. То есть, когда я пишу "размер", я имею в виду количество секторов, занятыx

областью.

Загрузочный сектор - место, где обитает наша программа. Это всегда сектор

номер 1 на носителе, и занимает он ровно 1 сектор. Было несложно.

Далее, зарезервированныx секторов у нас нет. Вернее, есть один, загрузочный. Общее число

зарезервированныx секторов включая загрузочный можно найти в переменой BPB_reserved блока

параметров BIOS.

FAT, таблица распределения файлов. Будет чуть сложнее. Размер FAT в секторах xранится в переменной

BPB_FATsize. Но, как я уже писал ранее, часто на диске может быть дублирующая FAT на случай

повреждения данныx. Количество FAT на диске указано в переменной BPB_numFATs. Для вычисления

общего размера всех FAT на диске нам нужно умножить размер FAT на число FAT.

Дальше у нас идёт корневая директория. Это набор записей о размещении файлов. Размер записи КД

в FAT12 - 32 байта. Количество записей указано в переменной BPB_RDentries. Берём размер записи

и умножаем на число записей. Всё? Нет. Так мы получим размер в байтах, его нужно перевести

в секторы. Для этого резльтат делится на размер сектора в байтах, который хранится в переменной

BPB_bytespersec.

Вот теперь всё. Вспомним, как выглядела программа в конце прошлого поста:

.386p

CSEG segment use16

ASSUME cs:CSEG, ds:CSEG, es:CSEG, fs:CSEG, gs:CSEG, ss:CSEG

begin:                    jmp short execute                    ;Точка входа. Перейти к исполняемой части.

                            nop                                         ;Пустой оператор. Заполняет 3-й байт перед BPB.

;БЛОК ПАРАМЕТРОВ BIOS======================================================================;

;=======================================;

;Блок параметров BIOS, 33 байта.;

;Здесь хранятся характеристики;

;носителя. Должен быть в 3 байтах;

;от начала загрузочного сектора.;

;=======================================;

          BPB_OEMname db 'BOOTDISK'          ;0-7. Имя производителя. Может быть любым.

          BPB_bytespersec dw 512                  ;8-9. Размер сектора в байтаx.

          BPB_secperclust db 1                        ;10. Количество секторов в кластере.

          BPB_reserved dw 1                          ;11-12. Число зарезервированныx секторов (1, загрузочный).

          BPB_numFATs db 2                          ;13. Число FAT.

          BPB_RDentries dw 224                     ;14-15. Число записей Корневой Директории.

          BPB_sectotal dw 2880                      ;16-17. Всего секторов на носителе.

          BPB_mediatype db 0F0h                   ;18. Тип носителя. 0F0 - 3,5-дюймовая дискета с 18 секторами в дорожке.

          BPB_FATsize dw 9                           ;19-20. Размер FAT в сектораx.

          BPB_secpertrack dw 18                    ;21-22. Число секторов в дорожке.

          BPB_numheads dw 2                        ;23-24. Число головок (поверxностей).

          BPB_hiddensec dd 0                        ;25-28. Число скрытыx секторов перед загрузочным.

          BPB_sectotal32 dd 0                        ;29-32. Число секторов, если иx больше 65535.

;===============================================;

;Расширенный блок параметров BIOS, 26 байт.;

;Этот раздел используется в DOS 4.0.;

;===============================================;

          EBPB_drivenumdb 0                         ;0. Номер привода.

          EBPB_NTflagsdb 0;1. Флаги в Windows NT. Бит 0 - флаг необxодимости проверки диска. Бит 1 - флаг необходимости диагностики поверхности.

          EBPB_extsigndb 29h;2. Признак расшренного BPB по версии DOS 4.0.

          EBPB_volIDdd 0;3-6. "Серийный номер". Любое случайное число или ноль, без разницы.

          EBPB_vollabeldb 'BOOTLOADER ';7-17. Название диска. Устарело.

          EBPB_filesysdb 'FAT12   ';18-25. Имя файловой системы.

;ИСПОЛНЯЕМЫЙ БЛОК========================================================================;

;Шаг 1. Исправить значения сегментных регистров.

execute:

         ;DS, ES, FS, GS.

                   mov ax,07C0h                    ;Сегмент загрузчика.

                   mov ds,ax                          ;Поместить это значение во все сегментные регистры.

                   mov es,ax

                   mov fs,ax

                   mov gs,ax

          ;СЕГМЕНТ СТЕКА.

                   cli                                      ;Запретить прерывания перед переносом стека.

                   mov ss,ax                           ;Поместить в SS адрес сегмента загрузчика.

                   mov sp,0FFFFh                   ;Указатель стека - на конец сегмента.

                   sti                                      ;Разрешить прерывания.

          ;СЕГМЕНТ КОДА.

                   push ax                              ;Поместить в стек сегмент.

                   mov ax,offset stop               ;Указатель на инструкцию после retf.

                   and ax,03FFh                      ;Обнулить 6 старших бит (аналогично вычитанию 7C00h, если смещение больше 7C00h).

                   push ax                              ;Поместить в стек смещение.

                   retf                                    ;Дальний возврат для смены CS.

stop:            cli

                   hlt

          org 1FEh;Заполняет память нулями до 511-го байта.

          dw 0AA55h;Байты 511 и 512. Признак загрузочного сектора.

CSEG ends

end begin

Как всегда я написал максимально подробные комментарии к каждому действию. Теперь после retf добавьте

следующий код вместо cli и hlt:

stop:           mov byte ptr EBPB_drivenum,dl

                  mov ax,BPB_RDentries

                  shl ax,5

                  div BPB_bytespersec

                  mov cx,ax

                  xor ax,ax

                  mov al,byte ptr BPB_numFATs

                  mul BPB_FATsize

                  mov total_FATs_size,ax

                  add ax,BPB_reserved

                  mov datasector,ax

                  add datasector,cx

                  cli

                  hlt

Давайте разбираться. С инструкцией mov мы уже знакомы, так что первая строка должна быть понятна:

команда помещает содержимое регистра DL в переменную EBPB_drivenum. Но что за byte ptr?

Это префикс смены разрядности. Так как мы работаем в 16-битном режиме, TASM предполагает, что

и разрадность всех ипользуемых ячеек памяти - 16 бит. Если мы хотим работать с 8-битной

переменной, её разрядность нужно указать вот таким способом.

И зачем вообще мы сохраняем DL как номер привода, с которого была загружена программа? Дело в

том, что по идее BIOS должна вернуть его в DL. В принципе, доверять этому значению не стоит,

и использовать его мы не будем, так что делать это не обязательно. Просто я педант.

Далее команда mov ax,BPB_RDentries считывает в AX число записей в корневой директории,

а команда shl ax,5 умножает его на 32. Команды shl и shr сдвигает биты числа влево и, соответственно,

вправо (сокращение от shift left и shift right). Сдвиг числа влево на 1 эквивалентен умножению

на 2. Сдвиг на 5 эквивалентен умножению на 32. На старых процессорах сдвиг выполнялся быстрее,

чем умножние или деление, на новых эти команды, кажется, выполняются с одинаковой скоростью.

div BPB_bytespersec делит результат предыдущей операции на число байтов в секторе. Вы наверное

заметили, что регистр ax в команде нигде не указан: операция DIV всегда выполняется на этом

регистре. В результате деления мы получаем чсло секторов, которые занимает КД. mov cx,ax

сохраняет результат в cx, а xor ax,ax обнуляет ax, выполняя на нём "исключающее или" с ним же.

mov al,byte ptr BPB_numFATs считывает в регистр al количество FAT на диске. Кстати! Регистров

al и dl не было в списке, который я приводил на прошлом уроке. Сейчас поясню.

Четыре регистра общего назначения ax,bx,cx и dx делятся на две 8-битные половины.

ax на al и ah, bx на bl и bh, ... l в данном слуае значит low, то есть младшие 8 бит.

h, соответственно, старшие high. Так вот, получив число FAT в al, мы умножаем его на

BPB_FATsize (размер FAT в секторах). Обратите внимание, операция умножения выполняется

на всём регистре ax, а значение мы поместили в al. Для этого мы и обнуляли ax операцией

раньше. Получив в результате общий размер всех FAT на диске, сохраняем его в переменной

total_FATs_size.

Добавив к ax BPB_reserved, получим общий размер FAT и зарезервированных секторов.

Сохраним его в переменной datasector, а затем прибавим к ней cx, в котором хранится

размер КД. Теперь в datasector хранится общий размер КД, FAT и зарезервированных

секторов, то есть номер сектора, с которого начинается область данных. Обратите внимание,

с точки зрения быстродействия правильнее было бы сначала сложить ax и cx, а уже потом

сохранить результат в переменной, так как обращения к памяти занимают намного больше

времени, чем операции надрегистрами. Зачем я сделал именно так, станет понятно в

следующий раз. А на сегодня всё! Сегодня мы вычислили важные значения, которые помогут

в дальнейшем, и познакомились в общих чертах со структурой FAT12.

В качестве ДЗ предлагаю самостоятельно объявить использованные нами переменные total_FATs_size и

datasector. Обе 16-битного формата. Переменные можно объявлять где угодно до тех пор, пока они не

встревают в исполняемый код. Например, можно вставить между dw 0AA55h и CSEG ends