x01.os.18: MBR，x01.os.18mbr
硬盘不同于软盘，它是要分区的。这时，mbr（master boot record）便不可少了。安装 os 硬盘的第一扇区，开始有一小段不多于 446 字节的程序，然后是分区表 512-446-2 字节，然后是引导标志 0xAA55 两字节。这一小段程序，便是 mbr 的主体。mbr 首先将其自身复制到 0x0600 处，代码如下：
; 0x7C00 => 0x0600
mov si, sp
push si
mov di, 0x0600
mov cx, 0x200
cld
rep movsw
这是要给分区的引导代码腾位置。操作系统的引导代码，可能位于软盘，光盘等 Media 中，其代码首先便是 org 0x7C00，所以 mbr 复制自身进行重定位，就必不可少了。
第二步，当然就是寻找活动分区的启动代码了。有这么一句：test dl, dl。这个 dl 的值，便是 drive number， 由 bios 的 int 0x19 取得。通过 dl 判断设备的类型，作不同的选择。mbr.s 的内容如下：
![]()
; ----------------------
; mbr.s (c) 2014 by x01
; ----------------------
P_EntrySize equ 16 ; 分区表每项为 16 字节
P_PartOffset equ 0x1BE
; 分区表在引导扇区的偏移位置
P_BootOffset equ
0 ; 分区项中引导标志的偏移位置
P_TypeOffset equ
4 ; 分区项中分区类型的偏移位置
P_LbaOffset equ
8 ; 分区项中起始扇区 LBA 的偏移位置
; Partition table struct
; ----------------------
; offset len description
; 0 1 状态（80h=可引导，00h=不可引导，其他不合法）
; 1 1 起始磁头号
; 2 1 起始扇区号（仅用了低 6 位，高 2 位为起始柱面号的第 8-9 位
; 3 1 起始柱面号的低 8 位
; 4 1 分区类型（System ID）
; 5 1 结束磁头号
; 6 1 结束扇区号（仅用了低 6 位，高 2 位为结束柱面号的第 8-9 位
; 7 1 结束柱面号的低 8 位
; 8 4 起始扇区的 LBA
; 12 4 扇区数目
boot:
xor ax, ax
mov ds, ax
mov es, ax
cli
mov ss, ax
; ds = es = ss = 0, 段偏移地址直接映射为物理地址
mov sp, 0x7C00
sti
; 0x7C00 => 0x0600
mov si, sp
push si
mov di, 0x0600
mov cx, 0x200
cld
rep movsw
jmp 0:0x0600 + active
active:
test dl, dl
; BIOS int 19h => dl = drive_nr
; SF <- MSB(dl): most significact bit, 1 is -, 0 is +
jns nextdisk
mov si, 0x0600 + P_PartOffset
find:
cmp byte [si + P_TypeOffset],
0 ; if not equal 0 then can use
jz nextpart
test byte [si + P_BootOffset], 0x80
; 0x80: bootable
jz nextpart
loadpart:
call load
jc error
ret ; goto secondary boot => 0x0000:0x7C00
nextpart:
add si, P_EntrySize
cmp si, 0x0600 + P_PartOffset +
4 * P_EntrySize
jb find
call print
db "No active partition\0"
jmp reboot
nextdisk:
inc dl
test dl, dl
js nexthd
int 0x11
; get active drive info
shl ax,
2 ; floppy info at al[6-7], but after shl at ah[0-1]
and ah,
3
cmp dl, ah
; dl <= ah then floppy exist
ja nextdisk
call loadfloppy
jc nextdisk
ret
nexthd:
call loadfloppy
error:
jc handle_err
ret
; load floppy 0 sector
loadfloppy:
mov si, 0x0600 + zero - P_LbaOffset
; load hd boot
load:
mov di,
3
retry:
push dx
; dl = old drive_nr protect
push es
push di
; Get disk info(int 0x13: ah=0x8)
; ch: cyl low 8 bit, cl[6-7]: cyl high 2 bit
; cl[0-5]: sectors per track
; dh: heads, dl: drive_nr
mov ah, 0x08
int 0x13
pop di
pop es
and cl, 0x3F
; sectors base 1
inc dh
; heads base 0, so inc
mov al, cl
; al = cl = sectors per track
mul dh
; ax = cyl sectors = heads * sectors_per_track
mov bx, ax
mov ax, word [si + P_LbaOffset +
0]
mov dx, word [si + P_LbaOffset +
2]
; dx:ax = secondary boot offset
cmp dx, (0x16390 * 0xFF * 0x3F - 0xFF) >> 0x10
jae bigdisk
div bx
; /: ax is cyl_nr, mod: dx is cyl_offset
xchg ax, dx
mov ch, dl
; ch is cyl_nr low 8 bit
div cl
; /: al is head_nr, mod: ah is track offset(base 0)
xor dl, dl
shr dx,
2 ; dl[6-7] = cyl_nr high 2 bit
or dl, ah
; dl low 5 bit store track offset
mov cl, dl
; cl high 2 bit is cyl high 2 bit, cl low 5 bit is track offset
inc cl
; base 1
pop dx
; old drive_nr
mov dh, al
; head_nr => dh
mov bx, 0x7C00
; es:bx is load addr
mov ax, 0x0201
; read disk sector entry_point parameter
int 0x13
; read 1 sector to es:bx
jmp read_check
bigdisk:
mov bx, dx
pop dx
push si
mov si, 0x0600 + dap_offset
; dap: disk addr packet, for up 8G
mov word [si +
8], ax
; low
mov word [si + 0xA], bx
; high
mov ah, 0x42
; extend read parameter
int 0x13
pop si
read_check:
jnc read_ok
cmp ah, 0x80
; timeout
je read_bad
dec di
jl read_bad
xor ah, ah
int 0x13
jnc retry
read_bad:
stc
ret ; have a bug, need clear zero
read_ok:
cmp dword [0x7C00 +
510], 0xAA55
jne notboot
ret
notboot:
call print
db "Not bootable\0"
jmp reboot
handle_err:
mov si, 0x7C00 + err_nr +
1 ; err_nr low bit
print_num:
mov al, ah
; ah: int 0x13 error code
and al, 0x0F
cmp al, 0xA
jb digit
add al, 0x7
digit:
add byte [si], al
; err_nr low bit is '0', after add is correct number
dec si
; err_nr high bit
mov cl,
4
shr ah, cl
jnz print_num
call print
db "Read error"
err_nr:
db "00\0"
reboot:
call print
db "Hit any key reboot.\0"
xor ah, ah
int 0x16
; wait key
call print
db "\r\n\0"
int 0x19
; reboot
print:
pop si
; ip => get string addr
print_next:
lodsb ; al = *si++
test al, al
jz print_done
mov ah, 0x0E
mov bx, 0x0001
int 0x10
jmp print_next
print_done:
jmp si
dap_offset:
PacketSize db 0x10
Reserved db 0x0
BlockCount dw 0x1
BufferOffset dw 0x7C00
BufferSegment dw 0x0
BlockNumLow dd 0x0
zero:
BlockNumHigh dd 0x0
times 510-($-$$) db
0
BootFlag dw 0xAA55
View Code
后面加了两句引导标志，是为了快速检验一下运行效果，实际是不需要的。minix 通过 installboot 程序来完成组装与添加。检验方法如下：
1.编译： nasm -o mbr mbr.s
2.写入硬盘：dd if=mbr of=c.img bs=512 count=1 conv=notrunc
其中，c.img 是硬盘映像。配置 bochs 后运行，可看到因找不到活动分区而停止。当然，这又是另一个问题，就不多说了。
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