2024年11月2日发(作者：桑沈然)
MBR参考资料：从INT 19H开始……（zz）
System Boot Sequence
系统BIOS是机器被加电之后首先被运行的程序。我们下面看一看一个典型的Boot Sequence
所包含的步骤，当然，由于硬件BIOS厂商的不同，这些序列会有一些不同，但下面所列的，
是你的主机被加电之后，通常都会发生的序列。
当机器被打开时，等电源稳定之后，电源会发送一个“加电成功信号”给芯片，以启动时钟生
成器(8284)；
然后，CPU重新自设定为初试状态，开始准备运行。
当CPU最初被启动的时候，系统RAM中是空的，没有任何内容可供执行。当然CPU设计
者也知道这一点，所以他们对CPU进行了预先编程，以让CPU在这个阶段总是去查找系统
BIOS ROM中的一个固定的位置，以启动BIOS Boot Program，这个位置为FFFF0h，这个位
置是UMA临近结尾的位置。
之所以选择这个位置是因为，这样就不会引起由于ROM的大小改变而造成的兼容性问题。
既然FFFF0h到UMA结束的位置之后16个字节，所以这里只放置着一个Jump指令，以进一
步跳转到真正的BIOS startup program的位置。（不同的BIOS厂商可以将其放在不同的位置，
只需要通过Jump指定就可以了）。
然后BIOS开始实施Power-On Self Test(POST)，在这个过程中，如果遇到任何错误，Booting
处理就会结束，机器会被挂起。
然后BIOS开始查找显示卡。精确的说，是查找被内建在BIOS内部的显示卡程序，并执行它，
它通常被放在C0000h的内存位置，它的作用是初始化显示卡。绝大多数的现代显示卡都能
够在显示器上显示它的相关信息。这就是为什么当我们开机的时候，首先会在显示器的顶端
会出现关于显示卡的信息。
然后BIOS会查看其它设备的ROM，看一看这些设备之中哪些存在着BIOS，通常能够在
C8000h的位置找到IDE/ATA硬盘的BIOS，并执行它们。如果找到任何其它设备的BIOSes，
它们也会被执行。
然后BIOS显示它的启动屏幕。
然后BIOS开始做进一步的检测，包括我们可以看到的内存容量检测。在这个阶段，如果BIOS
遇到任何错误，BIOS将会在屏幕上显示它的错误信息。
然后BIOS会根据自己的"系统资源列表“，来对系统资源进行进一步的检测以确定究竟那些系
统资源（设备）被安装在机器上。有些计算机会逐步显示这些被检测到的设备。
如果BIOS支持Plug&Play标准，它将会检测和配置Plug&Play设备，并显示这些它找到的设
备。
等着一些检测结束之后，BIOS会在系统屏幕上列出一个检测总结。
然后BIOS开始寻找一个启动设备，你可以通过配置BIOS来决定其搜索的顺序，这些设备包
括Floppy Disk(A:)，或者Hard Disk(C:)，甚至还可以包括CD-ROM Driver或者其它设备。
当找到响应的启动设备之后，BIOS将会查找Boot信息以开始OS的启动过程。如果它找到
了一个Hard Disk，它将会查找一个位于Cylinder 0, Head 0, Sector 1的Master Boot Record（硬
盘的第一个扇区）,如果它找到的是Floppy Disk，它也会读区软盘的第一个扇区。
如果找不到任何启动设备，系统将会显示一条错误信息，然后冻结系统。如果找到了响应的
启动设备，BIOS会将读到的扇区放在内存7C00h的位置，并跳转到那里执行它。从此以后，
就有硬件启动阶段进入了OS启动阶段。
总之，这个阶段有大量的事情要做，比如自检，初始化各种芯片，控制器，与端口；包括显
示器，内存，键盘，软驱，串口等等；在这个过程中BIOS将检测到的数据放置于1K到2K
的RAM，这个区域因此也被称为BIOS Data Area；同时还将中断向量以及BIOS程序运行所
需要的Stack设置置于0到1K的RAM。
最终，POST执行INT 19h中断，找到可以启动的磁盘，并将boot程序装入内存7C00h，并将
控制权交给OS的boot程序。
当BIOS INT 19h被执行以后，系统进入OS Booting阶段。
几个术语：
Master Booter： 放置于Hard disk的第一个扇区（即MBR），用于装载boot block的程序，466
字节。
Boot Sector：放置与Floppy的第一个扇区，或者Hard disk的某一分区的第一个扇区的用于装
载Secondary boot，或其它程序的可运行程序，512字节。
Secondary Boot：放置于非Floppy/Hard disk的第一个扇区，以及Hard disk的任意分区的第一
个扇区之外的任意其它位置，用于装载OS，或其它程序的可运行程序。 无大小限制。
boot顺序：
当用硬盘启动OS的时候，以上调用顺序为 MB -> BS -> SB -> OS；
当用软盘启动OS的时候，以上调用顺序为 BS -> SB -> OS。
硬盘启动
硬盘的第一个扇区（sector）被称作MBR（Master Boot Record）。由于硬盘可以有多个分区，
所以在MBR上，不仅放置着用于启动的可执行代码master boot，还放着磁盘分区表（DPT），
占用66个字节，所以MBR中的可执行代码必须在512 - 66 = 446个字节以内。
MBR结构：
偏移 内容 大小（字节）
0h 主引导程序 最大466
01BEh 硬盘分区表(DPT) 64
01FEh 启动标志(0x55 0xAA) 2
硬盘分区表(DPT)结构：
偏移 内容 大小（字节）
01BEh 分区1的分区数据表 16
01CEh 分区2的分区数据表 16
01DEh 分区3的分区数据表 16
01FEh 分区4的分区数据表 16
分区数据表（Partition Data Table）结构：
偏移 内容 大小（字节）
00h 引导ID标记(Boot indicator) 1
01h 起始扇区头号 1
02h 起始扇区 (柱面号的最高2位) 1
03h 起始柱面号# (柱面号的低位) 1
04h 系统属性ID 标记 1
05h 结束扇区头号 1
06h 结束扇区(柱面号的最高2位) 1
07h 结束柱面号# (柱面号的低位) 1
08h 此分区前的扇区总数目 4
0Bh 此分区的扇区总数目 4
引导ID标记(Boot indicator)：
00h：不可启动分区
80h：可启动分区（只能有一个分区为此ID）
系统属性ID 标记(System Indicator )：
00h：未知操作系统
01h：DOS FAT12（16位扇区数）
02h：XENIX
04h：DOS FAT16（16位扇区数）
05h：DOS 扩展分区(DOS 3.3+)
06h：DOS 4.0 (Compaq 3.31), 32位扇区数
51h：Ontrack扩展分区
64h：Novell
75h：PCIX
DBh：CP/M
FFh：BBT
注意：
十六进制标记55 AA，标志着一个有效的引导记录（boot sector）的结尾。每一个分区的引导
记录中都必须有这个标记。
INT 19H是怎么处理启动的？
INT 19会将MBR的512字节装载到内存0x7c00中，然后JUMP到0x7c00处，开始执行MBR
的可执行程序（master booter），Master booter最起码需要做这些事情：
检测MAGIC（Signature）是否为合法值（十六进制55 AA）；
将自己移动到其它位置（一般是0x0600），将0x7C00到0x7c00+512K的空间让出来，以备其后
将boot sector程序装入这个位置，这样才能和直接从软盘直接装入boot sector程序相一致；
具体移动到什么位置，则根据设计而定，理论上，可以移动到任何非冲突位置（即没有被预
留为其它程序所用的位置）；但一般情况下，都是在0X000800至0X0A0000之间寻找一端空间
存放。
查看分区表，将被设为活动的分区的第一个Sector装入0X7C00的位置，正常的情况下，此
Sector放置的就是boot sector程序；
最终，master booter跳转到0X7C00的位置，开始执行boot sector
2024年11月2日发(作者：桑沈然)
MBR参考资料：从INT 19H开始……（zz）
System Boot Sequence
系统BIOS是机器被加电之后首先被运行的程序。我们下面看一看一个典型的Boot Sequence
所包含的步骤，当然，由于硬件BIOS厂商的不同，这些序列会有一些不同，但下面所列的，
是你的主机被加电之后，通常都会发生的序列。
当机器被打开时，等电源稳定之后，电源会发送一个“加电成功信号”给芯片，以启动时钟生
成器(8284)；
然后，CPU重新自设定为初试状态，开始准备运行。
当CPU最初被启动的时候，系统RAM中是空的，没有任何内容可供执行。当然CPU设计
者也知道这一点，所以他们对CPU进行了预先编程，以让CPU在这个阶段总是去查找系统
BIOS ROM中的一个固定的位置，以启动BIOS Boot Program，这个位置为FFFF0h，这个位
置是UMA临近结尾的位置。
之所以选择这个位置是因为，这样就不会引起由于ROM的大小改变而造成的兼容性问题。
既然FFFF0h到UMA结束的位置之后16个字节，所以这里只放置着一个Jump指令，以进一
步跳转到真正的BIOS startup program的位置。（不同的BIOS厂商可以将其放在不同的位置，
只需要通过Jump指定就可以了）。
然后BIOS开始实施Power-On Self Test(POST)，在这个过程中，如果遇到任何错误，Booting
处理就会结束，机器会被挂起。
然后BIOS开始查找显示卡。精确的说，是查找被内建在BIOS内部的显示卡程序，并执行它，
它通常被放在C0000h的内存位置，它的作用是初始化显示卡。绝大多数的现代显示卡都能
够在显示器上显示它的相关信息。这就是为什么当我们开机的时候，首先会在显示器的顶端
会出现关于显示卡的信息。
然后BIOS会查看其它设备的ROM，看一看这些设备之中哪些存在着BIOS，通常能够在
C8000h的位置找到IDE/ATA硬盘的BIOS，并执行它们。如果找到任何其它设备的BIOSes，
它们也会被执行。
然后BIOS显示它的启动屏幕。
然后BIOS开始做进一步的检测，包括我们可以看到的内存容量检测。在这个阶段，如果BIOS
遇到任何错误，BIOS将会在屏幕上显示它的错误信息。
然后BIOS会根据自己的"系统资源列表“，来对系统资源进行进一步的检测以确定究竟那些系
统资源（设备）被安装在机器上。有些计算机会逐步显示这些被检测到的设备。
如果BIOS支持Plug&Play标准，它将会检测和配置Plug&Play设备，并显示这些它找到的设
备。
等着一些检测结束之后，BIOS会在系统屏幕上列出一个检测总结。
然后BIOS开始寻找一个启动设备，你可以通过配置BIOS来决定其搜索的顺序，这些设备包
括Floppy Disk(A:)，或者Hard Disk(C:)，甚至还可以包括CD-ROM Driver或者其它设备。
当找到响应的启动设备之后，BIOS将会查找Boot信息以开始OS的启动过程。如果它找到
了一个Hard Disk，它将会查找一个位于Cylinder 0, Head 0, Sector 1的Master Boot Record（硬
盘的第一个扇区）,如果它找到的是Floppy Disk，它也会读区软盘的第一个扇区。
如果找不到任何启动设备，系统将会显示一条错误信息，然后冻结系统。如果找到了响应的
启动设备，BIOS会将读到的扇区放在内存7C00h的位置，并跳转到那里执行它。从此以后，
就有硬件启动阶段进入了OS启动阶段。
总之，这个阶段有大量的事情要做，比如自检，初始化各种芯片，控制器，与端口；包括显
示器，内存，键盘，软驱，串口等等；在这个过程中BIOS将检测到的数据放置于1K到2K
的RAM，这个区域因此也被称为BIOS Data Area；同时还将中断向量以及BIOS程序运行所
需要的Stack设置置于0到1K的RAM。
最终，POST执行INT 19h中断，找到可以启动的磁盘，并将boot程序装入内存7C00h，并将
控制权交给OS的boot程序。
当BIOS INT 19h被执行以后，系统进入OS Booting阶段。
几个术语：
Master Booter： 放置于Hard disk的第一个扇区（即MBR），用于装载boot block的程序，466
字节。
Boot Sector：放置与Floppy的第一个扇区，或者Hard disk的某一分区的第一个扇区的用于装
载Secondary boot，或其它程序的可运行程序，512字节。
Secondary Boot：放置于非Floppy/Hard disk的第一个扇区，以及Hard disk的任意分区的第一
个扇区之外的任意其它位置，用于装载OS，或其它程序的可运行程序。 无大小限制。
boot顺序：
当用硬盘启动OS的时候，以上调用顺序为 MB -> BS -> SB -> OS；
当用软盘启动OS的时候，以上调用顺序为 BS -> SB -> OS。
硬盘启动
硬盘的第一个扇区（sector）被称作MBR（Master Boot Record）。由于硬盘可以有多个分区，
所以在MBR上，不仅放置着用于启动的可执行代码master boot，还放着磁盘分区表（DPT），
占用66个字节，所以MBR中的可执行代码必须在512 - 66 = 446个字节以内。
MBR结构：
偏移 内容 大小（字节）
0h 主引导程序 最大466
01BEh 硬盘分区表(DPT) 64
01FEh 启动标志(0x55 0xAA) 2
硬盘分区表(DPT)结构：
偏移 内容 大小（字节）
01BEh 分区1的分区数据表 16
01CEh 分区2的分区数据表 16
01DEh 分区3的分区数据表 16
01FEh 分区4的分区数据表 16
分区数据表（Partition Data Table）结构：
偏移 内容 大小（字节）
00h 引导ID标记(Boot indicator) 1
01h 起始扇区头号 1
02h 起始扇区 (柱面号的最高2位) 1
03h 起始柱面号# (柱面号的低位) 1
04h 系统属性ID 标记 1
05h 结束扇区头号 1
06h 结束扇区(柱面号的最高2位) 1
07h 结束柱面号# (柱面号的低位) 1
08h 此分区前的扇区总数目 4
0Bh 此分区的扇区总数目 4
引导ID标记(Boot indicator)：
00h：不可启动分区
80h：可启动分区（只能有一个分区为此ID）
系统属性ID 标记(System Indicator )：
00h：未知操作系统
01h：DOS FAT12（16位扇区数）
02h：XENIX
04h：DOS FAT16（16位扇区数）
05h：DOS 扩展分区(DOS 3.3+)
06h：DOS 4.0 (Compaq 3.31), 32位扇区数
51h：Ontrack扩展分区
64h：Novell
75h：PCIX
DBh：CP/M
FFh：BBT
注意：
十六进制标记55 AA，标志着一个有效的引导记录（boot sector）的结尾。每一个分区的引导
记录中都必须有这个标记。
INT 19H是怎么处理启动的？
INT 19会将MBR的512字节装载到内存0x7c00中，然后JUMP到0x7c00处，开始执行MBR
的可执行程序（master booter），Master booter最起码需要做这些事情：
检测MAGIC（Signature）是否为合法值（十六进制55 AA）；
将自己移动到其它位置（一般是0x0600），将0x7C00到0x7c00+512K的空间让出来，以备其后
将boot sector程序装入这个位置，这样才能和直接从软盘直接装入boot sector程序相一致；
具体移动到什么位置，则根据设计而定，理论上，可以移动到任何非冲突位置（即没有被预
留为其它程序所用的位置）；但一般情况下，都是在0X000800至0X0A0000之间寻找一端空间
存放。
查看分区表，将被设为活动的分区的第一个Sector装入0X7C00的位置，正常的情况下，此
Sector放置的就是boot sector程序；
最终，master booter跳转到0X7C00的位置，开始执行boot sector