Bootloader在0x13中断处停滞，内核加载及跳转异常求助

一、0x13中断停滞/加载失败的常见原因 #

• 磁盘参数错误：int 0x13的AH功能号（读扇区为0x02）、DL驱动器号（软盘0x00/硬盘0x80）、CHS参数（柱面/磁头/扇区，扇区编号从1开始而非0）是否与实际镜像匹配。
• 内存地址冲突：内核加载目标地址是否被Bootloader自身占用（Bootloader通常在0x7c00，内核建议加载到0x1000及以上地址）。
• 中断返回状态未检查：执行int 0x13后未检测CF标志位，出错后无处理逻辑直接停滞。
• 磁盘镜像格式问题：Makefile生成镜像的dd命令参数错误，未生成可引导的软盘/硬盘镜像。

二、三种异常情况的具体排查 #

1. 显示内核加载成功但无法跳转 #

• 内核入口地址不匹配：检查链接脚本的ENTRY指定入口（如_start）是否与Bootloader跳转地址一致，链接脚本的基地址设置需和加载地址对应（如Bootloader跳转到0x100000，链接脚本需设BASE_ADDRESS = 0x100000）。
• 跳转指令错误：实模式下需使用远跳转指令ljmp而非近跳转jmp，段地址计算需遵循物理地址=段地址*16+偏移的规则，比如ljmp 0x1000:0x0000需确保段寄存器设置正确。
• 内核初始化错误：若Bootloader在实模式跳转，内核是否直接进入保护模式而未做实模式初始化，导致执行崩溃。

2. 无任何反应 #

• Bootloader未正确引导：确认Bootloader末尾存在0xAA55引导标志，Makefile中是否用dd将Bootloader写入镜像第一个扇区（如dd if=bootloader.bin of=disk.img bs=512 count=1 conv=notrunc）。
• 段寄存器初始化错误：int 0x13要求ES:BX指向目标缓冲区，若DS、ES未初始化会导致写入错误地址，后续代码执行混乱。
• 屏幕输出逻辑错误：使用int 0x10输出字符时，AH功能号（0x0E为电传输出）、AL的ASCII码、BH页号（设为0）是否正确，输出代码异常会导致无提示。

3. 提示内核加载失败 #

• 扇区数量计算错误：内核二进制文件大小对应的扇区数需准确（如1024字节需2个扇区），扇区数不足会导致加载不完整触发错误。
• 驱动器号硬编码错误：BIOS启动时会将驱动器号存入DL，应直接使用该值而非硬编码，避免虚拟机/真机环境差异导致错误。
• 内核写入镜像位置错误：Makefile中dd的seek参数需正确（如内核写入第2个扇区需seek=1），位置错误会导致Bootloader读取不到内核。

三、代码层面关键检查点 #

Bootloader汇编代码 #

• 正确设置int 0x13参数并检查返回状态：

  mov ah, 0x02    ; 读扇区功能
  mov al, 2       ; 加载扇区数（根据内核大小调整）
  mov ch, 0       ; 柱面号
  mov dh, 0       ; 磁头号
  mov cl, 2       ; 扇区号（从第2个扇区开始读）
  mov dl, [boot_drive] ; 使用BIOS传入的驱动器号
  mov bx, 0x1000  ; ES:BX指向内核加载地址
  mov es, bx
  xor bx, bx
  int 0x13
  jc load_error   ; CF置位则跳转至错误处理
  

• 正确跳转至内核：

  mov ax, 0x1000
  mov ds, ax
  mov es, ax
  ljmp 0x1000:0x0000 ; 远跳转到内核入口
  

• 确保引导标志存在：

  times 510-($-$$) db 0
  dw 0xaa55
  

Bootloader Makefile #

• 编译与镜像生成命令示例：

  bootloader.bin: bootloader.asm
      nasm -f bin bootloader.asm -o bootloader.bin
  disk.img: bootloader.bin kernel.bin
      dd if=/dev/zero of=disk.img bs=1M count=1
      dd if=bootloader.bin of=disk.img bs=512 count=1 conv=notrunc
      dd if=kernel.bin of=disk.img bs=512 seek=1 conv=notrunc
  

内核链接脚本 #

• 确保入口与加载地址正确：

  ENTRY(_start)
  SECTIONS {
      . = 0x100000;  # 内核加载到1MB地址
      .text : { *(.text) }
      .data : { *(.data) }
      .bss : { *(.bss) }
  }
  

内核 Makefile #

• 32位无依赖编译示例：

  kernel.bin: kernel.o
      ld -m elf_i386 -T link.ld kernel.o -o kernel.bin
  kernel.o: kernel.c
      gcc -m32 -ffreestanding -c kernel.c -o kernel.o
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fabx