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引导程序为什么要org 07c00h

2013年12月15日 基础知识 ⁄ 共 1698字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 106 次

为什么要org 07c00h?

有很多人看了"自己动手写操作系统"或其第二版这本书后对这一行提出疑问。

这个问题在书中作者的解释是:

告诉编译器,将来我们的这段程序要被加载到07c00处执行。

WHY

WHY

我们知道编译器本身在汇编时对指令的地址计算的是相对地址。而对于引导扇区,一切只是从无生有的
阶段,是按绝对地址执行,那么对于用相对地址编译的执行码就要换算成绝对地址。

一般而言,“真实开始执行的引导扇区"都会固定装载到07c00处,主意这句话是说一个真正的引导扇区。
对于硬盘上,会有一个主引导扇区,然后由它来控制和其它引导扇区,比如grub控制windows,linux等。
那么这个主引导扇区会加载在0600h处,当选择其它可引导扇区时再将真正的可引导扇区加载到07c00h。
所以一般而言真正的可引导扇区都装载到07c00h处。

因为编译器在编译时的地址是从第一行开始用0000h开始相对计算的。假如我们定义一个str: dw "zxy"
它的相对地址是0100h,如果我们mov ax str那么就是将0100h传给ax,这在编译后的执行码中是固定的。
而引导扇区是使用绝对地址执行的,指令从07c00h处开始执行,那么访问0100h绝对是错误的访问。真实
的绝对地址是07c00h+0100h,所以如果你不写org 07c00h,把mov ax str写成mov ax str+07c00h对于
传址操作是一样的目的。对于作者的那段程序可以去掉第一行的org 07c00h.把"mov ax,BootMessage"
改成"mov ax,BootMessage+07c00h",效果是一样的。

但是如果有大量的传址操作,那就要在每个地方都要+07c00h,那是一件非常头痛的事。

所以在第一行加上org 07c00h只是让编译器从相对地址org 07c00h处开始编译第一条指令,那么下面的
相对地址被编译加载后就正好和绝对地址吻合。

另一篇文章的解释(其实差不多)

简单说来,该指令用来修正该指令以后出现的(变量/标志的)内存地址,也就是说如果有ORG 0x12345h,那么在该指令以后的变量的地址将被修正为0x12345+old_addr。

对于DOS中的COM文件,在被DOS装载进内存后,系统会在内存的CS:0000 – CS:0100区域创建一个PSP,这里存放了一些系统所需的信息,比如通过命令行所传递的参数等,COM文件的代码将被装载到CS:0100 – CS:XXXX的内存区域,所以说如果COM代码中不通过使用ORG 100h来进行修正的话,该段中的变量将不能被正确访问,这时,对改变量的访问将导致PSP中的数据被访问了,从而得不到预期的结果。对于EXE文件,其所采用的方式可能就不一样了,具体是怎样的,目前还不知道。。。

对于一些引导程序,这些程序将被BIOS装载到内存中的指定地方,通常为0000:7C00,这跟DOS装载COM文件的机制是一样的,只不过DOS是将COM文件的代码装载到CS:0100处。所以在,引导程序的汇编代码中,需要指定ORG 7C00H来对代码中的变量的内存地址进行修正。

如:

ORG 7C00H

msg  db ‘HELLO WORLD’,0

MOV DX, OFFSET msg

在有ORG 7C00H的情况下,MOV DX, OFFSET msg对应的指令为MOV DX,7C4B(这里4B为msg在当前数据段中的偏移位置)如果没有ORG 7C00H,那么真正被执行的指令将为MOV SI,004B,试想,BIOS已经将该代码装载到0000:7C00处,0000:0000 – 0000:7C00之间的数据可能为其他更重要的数据,如果使用004B就得不到我们所要访问字符串msg,因为我们的字符串被BIOS放在7C4B这里了,所以我们的程序(最终由编译器来完成)就必须迎合BIOS的这种规定了。

计算机接电启动后,先运行存储在ROM中BIOS程序,然后BIOS程序将 系统引导程序的开始位置 加载到内存:0000:7C00的位置

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