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Ryan Grube
Asked: 2025-03-30 13:07:39 +0800 CST

在 16 位实模式下执行 32 位数字乘法以遍历 FAT 表

  • 772

我正在编写一个简单的引导程序（希望很快能编写一个操作系统）。我一直在取得进展，但这部分有点难倒我。

我正在将此操作系统和引导加载程序写入磁盘映像，其中包括：

  1. MBR 引导扇区和第一阶段引导加载程序
  2. 为第二阶段引导加载程序保留 32kb 区域
  3. 一个包含操作系统的 FAT32 分区，以及kernel.bin

我的目标是将 kernel.bin 加载到内存中并跳转到该位置，为了做到这一点，我必须遍历 FAT 表。

读取 FAT32 分区所涉及的许多逻辑需要 32 位值（如许多 BPB 值）

由于我现在基本上处于实模式，因此我不确定在执行乘法等计算时如何处理这些 32 位数字。我知道我可以使用操作数大小前缀和/或地址大小前缀来使用 32 位寄存器，但我无法以有意义的方式对它们进行算术运算。

例子

以下是存储来自 BPB 的重要值的汇编部分：

BPB_info:

    ; BPB info from the FAT32 boot sector
    BPB_NumFATs: db 0 ; Number of FATs (1 byte)
    BPB_FATSz32: dd 0 ; Size of each FAT in sectors (4 bytes)
    BPB_RootClus: dd 0 ; First cluster of the root directory (4 bytes)
    BPB_SecPerClus: db 0 ; Sectors per cluster (1 byte)
    BPB_RsvdSecCnt: dw 0 ; Reserved sectors count (2 bytes)

    ; Calculated values used in the bootloader
    FAT_root_dir_start: dq 0 ; Start of the root directory in sectors (calculated)
    FAT_lba: dq 0 ; Logical block address of the FAT tables (calculated)

为了计算FAT_root_dir_start，我必须使用以下公式：

BPB_RsvdSecCnt + ((BPB_RootClus - 2) * BPB_SecPerClus)

但由于BPB_RootClus是一个双字（32 位），我不确定如何执行此操作。

任何建议都将不胜感激！我走对路了吗？我应该完全不同地处理这个问题吗？也许切换到保护模式？我不确定。

assembly

1 个回答

  1. Best Answer

    如果您想坚持使用严格的 x86 指令集，那么您将面临一个典型的长乘法问题（@user207421 指出，在 8086 asm 中将 64 位数字乘以 32 位数字，以获得解释）。在汇编中：

    mov cx, [BPB_RootClus + 2]
mov ax, [BPB_RootClus]
sub ax, 2  ; cx:ax = BPB_RootClus - 2 = X; cx = Xh, ax=Xl
sbb cx, 0
mov bl, [BPB_SecPerClus] ; bx = y
mov bh, 0
mul bx  ; dx:ax = Xl * y
xchg ax, bx ; dx:bx = Xl * y, ax = y
mov bp, dx ; bp:bx = Xl * y
mul cx ; dx:ax = Xh * y
add ax, bp 
; adc dx, 0 - that'd be a carry-over but we'll assume that mutiplication result can fit into 32 bit

; now X * y is in ax:bx pair, add BPB_RsvdSecCnt
add bx, [BPB_RsvdSecCnt]
adc ax, 0

    但是如果你可以使用 80386 32 位指令（使用 OPERAND 大小覆盖，而不是地址大小覆盖）那么我认为简单地使用 32 位算术不会有什么问题：

    bits 16
cpu 386
...
mov eax, [BPB_RootClus]
sub eax, 2
movzx edx, byte [BPB_SecPerClus]
mul edx
movzx edx, word [BPB_RsvdSecCnt]
add eax, edx

    这应该可以编译并正常工作。

    • 3

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