Boot Sector結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)啟動(dòng)過程簡(jiǎn)介

Boot Sector 結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)啟動(dòng)過程簡(jiǎn)介

一. Boot Sector 的組成

? ?Boot Sector 也就是硬盤的第一個(gè)扇區(qū)（注1：0柱面，0磁道，1扇區(qū)） （注2： 1磁道=16扇區(qū)，1扇區(qū)=512字節(jié)）, 它由 MBR (Master Boot Record), DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID ?三部分組成.
? ?MBR 又稱作主引導(dǎo)記錄占用 Boot Sector 的前 446 個(gè)字節(jié) ( 0 to 0x1BD ),
存放系統(tǒng)主引導(dǎo)程序 (它負(fù)責(zé)檢查硬盤分區(qū)表、尋找可引導(dǎo)分區(qū)并負(fù)責(zé)將可引導(dǎo)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)（DBR）裝入內(nèi)存).
? ?DPT 即主分區(qū)表占用 64 個(gè)字節(jié) (0x1BE to 0x1FD), 記錄了磁盤的基本分區(qū)
信息. 主分區(qū)表分為四個(gè)分區(qū)項(xiàng), 每項(xiàng) 16 字節(jié), 分別記錄了每個(gè)主分區(qū)的信息
(因此最多可以有四個(gè)主分區(qū)).
? ?Boot Record ID 即引導(dǎo)區(qū)標(biāo)記占用兩個(gè)字節(jié) (0x1FE and 0x1FF), 對(duì)于合法
引導(dǎo)區(qū), 它等于 0xAA55, 這是判別引導(dǎo)區(qū)是否合法的標(biāo)志.
? ?Boot Sector 的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:
? ? ?0000 ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? Master Boot Record ? ? ? ? ? ? ? ? |
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? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? 主引導(dǎo)記錄(446字節(jié)) ? ? ? ? ? ? ? ?|
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? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01BD ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01BE ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01CD ?| ? ? ? ? ? ? 分區(qū)信息 ?1(16字節(jié)) ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01CE ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01DD ?| ? ? ? ? ? ? 分區(qū)信息 ?2(16字節(jié)) ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01DE ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01ED ?| ? ? ? ? ? ? 分區(qū)信息 ?3(16字節(jié)) ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01EE ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ?01FD ?| ? ? ? ? ? ? 分區(qū)信息 ?4(16字節(jié)) ? ? ? ? ? ? ? ?|
? ? ? ? ? ?|------------------------------------------------|
? ? ? ? ? ?| 01FE ? ? ? ? ? ? ? ?| 01FF ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? |
? ? ? ? ? ?| ? ? ? ? 55 ? ? ? ? ?| ? ? ? ? ? AA ? ? ? ? ? ? |
? ? ? ? ? ?|------------------------------------------------|

二. 系統(tǒng)啟動(dòng)過程簡(jiǎn)介

? ?系統(tǒng)啟動(dòng)過程主要由一下幾步組成(以硬盤啟動(dòng)為例):

? ?1. 開機(jī)
? ?2. BIOS 加電自檢 ( Power On Self Test -- POST )
? ? ? 內(nèi)存地址為 0ffff:0000
? ?3. 將硬盤第一個(gè)扇區(qū) (0頭0道1扇區(qū), 也就是Boot Sector)
? ? ? 讀入內(nèi)存地址 0000:7c00 處.（注3：遇到最后兩個(gè)字節(jié)55 AA讀入內(nèi)存執(zhí)行）
? ?4. 檢查 (WORD) 0000:7dfe 是否等于 0xaa55, 若不等于
? ? ? 則轉(zhuǎn)去嘗試其他啟動(dòng)介質(zhì), 如果沒有其他啟動(dòng)介質(zhì)則顯示
? ? ? "No ROM BASIC" 然后死機(jī).
? ?5. 跳轉(zhuǎn)到 0000:7c00 處執(zhí)行 MBR 中的程序.
? ?6. MBR 首先將自己復(fù)制到 0000:0600 處, 然后繼續(xù)執(zhí)行.
? ?7. 在主分區(qū)表中搜索標(biāo)志為活動(dòng)的分區(qū). 如果發(fā)現(xiàn)沒有活動(dòng)
? ? ? 分區(qū)或有不止一個(gè)活動(dòng)分區(qū), 則轉(zhuǎn)停止.
? ?8. 將活動(dòng)分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)讀入內(nèi)存地址 0000:7c00 處.

（注4：在分區(qū)表的四個(gè)記錄中，一般來說有且只有一個(gè)記錄的標(biāo)記是活動(dòng)的，MBR（主要負(fù)責(zé)從活動(dòng)分區(qū)中裝載并運(yùn)行系統(tǒng)引導(dǎo)程序）會(huì)去找到這個(gè)分區(qū)記錄，根據(jù)記錄的起始扇區(qū)加載該分區(qū)的邏輯 0 扇區(qū)（起始扇區(qū)）的內(nèi)容到 0x07C0:0000，并且執(zhí)行 JUMP 0x07C0:0000（按照規(guī)范，BOOT RECORD 也應(yīng)該從 0x07C0:0000 處開始執(zhí)行，所以 MBR 通常都要先將自己搬移，以騰出位置去加載 BOOT RECORD）。控制權(quán)切換到 BOOT RECORD。BOOT RECORD(包括boot loader如grub或lilo 等)以 linux 為例，它會(huì)讀取 linux 內(nèi)核鏡像到地址 0x9000:0000，然后開始切換到 0x9000:0000 繼續(xù)運(yùn)行。 以 MS-DOS 為例，則它會(huì)讀取文件系統(tǒng)根目錄下的 IO.SYS 和 MSDOS.SYS 兩個(gè)文件然后加載到內(nèi)存中繼續(xù)運(yùn)行。）
? ?9. 檢查 (WORD) 0000:7dfe 是否等于 0xaa55, 若不等于則
? ? ? 顯示 "Missing Operating System" 然后停止, 或嘗試
? ? ? 軟盤啟動(dòng).
? ?10. 跳轉(zhuǎn)到 0000:7c00 處繼續(xù)執(zhí)行特定系統(tǒng)的啟動(dòng)程序.
? ?11. 啟動(dòng)系統(tǒng) ...

? ?以上步驟中 2,3,4,5 步是由 BIOS 的引導(dǎo)程序完成. 6,7,8,9,10
步由MBR中的引導(dǎo)程序完成.

? ?一般多系統(tǒng)引導(dǎo)程序 (如 SmartFDISK, BootStar, PQBoot 等)
都是將標(biāo)準(zhǔn)主引導(dǎo)記錄替換成自己的引導(dǎo)程序, 在運(yùn)行系統(tǒng)啟動(dòng)程序
之前讓用戶選擇要啟動(dòng)的分區(qū).
? ?而某些系統(tǒng)自帶的多系統(tǒng)引導(dǎo)程序 (如 lilo, NT Loader 等)
則可以將自己的引導(dǎo)程序放在系統(tǒng)所處分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)中, 在 Linux
中即為 SuperBlock (其實(shí) SuperBlock 是兩個(gè)扇區(qū)).
? ?注: 以上各步驟中使用的是標(biāo)準(zhǔn) MBR, 其他多系統(tǒng)引導(dǎo)程序的引導(dǎo)過程與此不同.

posted on 2007-08-23 00:36 旅途 閱讀(824) 評(píng)論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: linux內(nèi)核