【x86汇编语言：从实模式到保护模式笔记】第八章 硬盘和显卡的访问与控制

本章目标：

1. 模拟操作系统加载应用程序的过程，演示段的重定位方法，彻底理解8086处理器的分段内存管理机制
2. 学习x86处理器过程调用的程序执行机制
3. 了解x86处理器访问外围硬件设备的方法
4. 总结JMP和CALL指令的全部格式
5. 认识更多的x86处理器指令，如in，out，shl，shr，rol，ror，jmp，call，ret等

8.1本章代码清单

8-1，主引导扇区程序加载器
8-2，被加载的应用程序

8.2 用户程序的结构

8.2.1 分段、段的汇编地址和段内汇编地址

1.SECTION、SEGMENT段

• NASM汇编指令通过“SECTION”或者“SEGMENT”来定义段，一旦定义段，后面的内容就都属于该段，除非出现了另一个段的定义

SECTION 段名称
或者
SEGMENT 段名称

• “align=”子句
   用于指定某个SECTION的汇编对齐方式
   align=16"，表示段是16字节对齐，即该物理地址能被16整除

• "section.段名称.start"子句
   段header相对于整个程序开头的汇编地址是section.header.start

• "vstart"子句
   尽管定义了段，但是引用某个标号时，该标号处的汇编地址依然是从整个程序的开头开始算起的，而不是从段开头开始计算

8.2.2 用户程序头部

• 加载器和用户程序是不同的个体开发的，因此需要使用“程序头部”来进行协商
• 程序头部组成
   1）用户程序的长度，以字节为单位的大小
   2）应用程序的入口点，包括段地址和偏移地址。这是因为应用程序不仅仅只有一个代码段
   3）段重定位表。存有每个段的段地址，交由加载器进行重定位工作。因为汇编代码的标号是汇编地址，需要通过重定位表来转为内存逻辑地址

8.3 加载程序（器）的工作流程

8.3.1 初始化和决定加载位置

加载器需要决定两件事

• 看看内存中的什么地方是空闲的，即从哪个物理内存开始加载用户程序
• 用户程序位于硬盘的什么位置，它的起始逻辑扇区号是什么
• 起初，我们直接定义一个可用的物理内存地址0x10000，内存空间规划如下
  

1、equ伪指令

equ伪指令用来声明常数，它的意思是“等于”。
和db，dw，dd不同，用equ声明的数值不占用任何汇编地址，也不在运行时占用任何内存位置。

8.3.2 准备加载用户程序

解读8-1代码的12到21行

8.3.3 外围设备及其接口

处理器和外围设备通信需要解决两个问题

• 不可能所有的I/O接口都和处理器相连 ------ 总线
• 各个I/O接口之间的冲突如何解决 ----- 使用输入输出控制设备集中器芯片（I/O Controller Hub，ICH），在个人计算机上，就是所谓的南桥

8.3.4 I/O端口和端口访问

• 处理器是通过端口（PORT）来和外围设备打交道的。本质上，端口就是一些寄存器，类似于处理器内部的寄存器，不同之处在于端口寄存器位于I/O接口电路中。
  例如：

连接硬盘的PATA/SATA接口有几个端口
命令端口：当向该端口写入0x20时，表明是从硬盘读数据；写入0x30时，表明是向硬盘写数据。
状态端口：处理器根据这个端口的数据来判断硬盘工作是否正常，操作是否成功，发生了哪种错误
参数端口：处理器通过这些端