主引导扇区代码（MBR）

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;==================================================================== ; ; FlyingDragon MBR ( Master Boot Record ) ; ; Author : Jack ; History: ; 0.01 - 2005-08-13 19:34 采用传统的CHS磁盘调用 ; 0.02 - 2005-08-23 19:44 优先采用扩展磁盘调用 ; ; Build : nasm -f bin MBR.ASM -oMBR.BIN ; ;==================================================================================== ; ; MBR( Master Boot Record )主引导记录包含两部分的内容，前446字节为启动代码及数据，而 ; 从446(0x1BE)开始则是分区表，分区表由四个分区项组成，每个分区项数据为16字节，记录了 ; 启动时需要的分区参数。 ; ; 在CPU上电之后，若由硬盘启动，则BIOS将硬盘的主引导记录（位于0柱面、0磁道、1扇区）读 ; 入7C00处，然后将控制权交给主引导代码。主引导代码的任务包括： ; (1) 扫描分区表，找到一个激活(可引导)分区； ; (2) 找到激活分区的起始扇区； ; (3) 将激活分区的引导扇区装载到内存7C00处； ; (4) 将控制权交给引导扇区代码； ; ; 如果主引导代码无法完成上述任务，它将显示以下错误信息之一： ; No active partition. ; Invalid partition table. ; Error loading operating system. ; Missing operating system. ; ;==================================================================================== ; FAT16分区尺寸与LBA ;==================================================================================== ; LBA HeadsPerCylinder SectorsPerTrack Maximum Size for Boot Partition ; Disabled 64 32 1GB ; Enabled 255 63 4GB ; ; 为了适应超过8G的硬盘，Windows2000忽略了Start CHS和End CHS，而使用StartLBA和TotalSector ; 来确定分区在整个磁盘中的位置和大小。 ; ;==================================================================================== ; 分区表项结构(16字节) ;==================================================================================== ; ; typedef struct _PARTITION_ENTRY ; { ; UCHAR BootIndicator; // 能否启动标志 ; UCHAR StartHead; // 该分区起始磁头号 ; UCHAR StartSector; // 起始柱面号高2位：6位起始扇区号 ; UCHAR StartCylinder; // 起始柱面号低8位 ; UCHAR PartitionType; // 分区类型 ; UCHAR EndHead; // 该分区终止磁头号 ; UCHAR EndSector; // 终止柱面号高2位：6位终止扇区号 ; UCHAR EndCylinder; // 终止柱面号低8位 ; ULONG StartLBA; // 起始扇区号 ; ULONG TotalSector; // 分区尺寸（总扇区数） ; }PARTITION_ENTRY,*PPARTITION_ENTRY; ; ;==================================================================================== ; 主引导记录(MBR)结构 ;==================================================================================== ; typedef struct _MASTER_BOOT_RECORD ; { ; UCHAR BootCode[446]; ; PARTITION_ENTRY Partition; ; USHORT Signature; ; }MASTER_BOOT_RECORD,*PMASTER_BOOT_RECORD; ; ;==================================================================================== BITS 16 ; 生成16位代码而不是32位代码 SECTION .text ; 代码段 ORG 0600H ; 指定程序被装入内存的起始位置 ;==================================================================== ; ; 宏和常量定义 ; ;==================================================================== ? EQU 0 ; NASM不支持DW ?这样的语法，可以使用这样的定义 ; 模拟，以使代码的可读性更强 ACTIVE_FLAG EQU 80H ; 激活(可引导)分区标志 NOT_ACTIVE_FLAG EQU 00H ; 不激活标志 MBR_MOVE_ADDR EQU 0600H ; MBR先移动自身到该位置然后再运行 BOOT_SIGNATURE EQU 0AA55H ; 启动标志 SEC_SIG_OFF EQU 01FEH ; 启动扇区的标志位置 ;==================================================================== ; 分区表项结构偏移 ;==================================================================== BootIndicator EQU 0 ; 能否启动标志 StartHead EQU 1 ; 该分区起始磁头号 StartSector EQU 2 ; 起始柱面号高2位：6位起始扇区号 StartCylinder EQU 3 ; 起始柱面号低8位 PartitionType EQU 4 ; 分区类型 EndHead EQU 5 ; 该分区终止磁头号 EndSector EQU 6 ; 终止柱面号高2位：6位终止扇区号 EndCylinder EQU 7 ; 终止柱面号低8位 StartLBA EQU 8 ; 起始扇区号 TotalSector EQU 12 ; 分区尺寸（总扇区数） ;==================================================================== ; 常用的分区类型 ;==================================================================== PARTITION_TYPE_EMPTY EQU 00H ; 空分区 PARTITION_TYPE_FAT12 EQU 01H ; FAT12 ( 〈 32680 sectors ) PARTITION_TYPE_FAT16 EQU 04H ; FAT16 ( 32680 - 65535 sectors ) PARTITION_TYPE_EXTENDED EQU 05H ; DOS EXTENDED PARTITION_TYPE_BIGDOS_FAT16 EQU 06H ; FAT16 ( 33MB - 4GB ) PARTITION_TYPE_NTFS EQU 07H ; NTFS PARTITION_TYPE_FAT32 EQU 0BH ; FAT32 PARTITION_TYPE_FAT32_LBA EQU 0CH ; FAT32 LBA PARTITION_TYPE_FAT16_LBA EQU 0EH ; FAT16 LBA PARTITION_TYPE_EXTENDED_LBA EQU 0FH ; LBA EXTENDED PARTITION_TYPE_DYNAMIC_DISK EQU 42H ; Dynamic Disk Volume ;==================================================================== ; 主引导记录的入口 ;==================================================================== _ENTRY_POINT: ; 初始化相关寄存器及标志位 CLI ; 先关掉中断 CLD ; 方向为向前递增 XOR AX,AX ; AX = 0 MOV DS,AX ; 设置数据段寄存器 DS:SI MOV ES,AX ; 设置附加段寄存器 ES:DI MOV SS,AX ; 设置堆栈段寄存器 MOV BP,7C00H ; 设置基址寄存器 MOV SP,BP ; 设置堆栈栈顶 ; 将MBR代码移动到0600H处 MOV SI,BP ; SI = 7C00H MOV DI,MBR_MOVE_ADDR; DI = 0600H MOV CX,512 ; 待移动的字节数 REP MOVSB JMP 0:.RealStart ; 真正开始 .RealStart: ; 保存引导驱动器号 MOV BYTE [ DriveNumber ] , DL ;==================================================================== ; 检查是否支持磁盘中断INT 13H的扩展 ;==================================================================== MOV AH,41H MOV BX,055AAH INT 13H JC .LookupActive ; 如果失败，进位标志为1 MOV BYTE[DiskExtension],01H ; 设置支持磁盘扩展标志 .LookupActive: ; 查找激活分区 MOV BP,PartitionTable ; 指向分区表 MOV BL,4 ; 最多4个分区 ;检查激活分区 .CheckNext: CMP BYTE [BP BootIndicator],ACTIVE_FLAG ; 检查该分区是否激活 JZ .FoundActive ; 找到激活分区 CMP BYTE [BP BootIndicator],NOT_ACTIVE_FLAG ; 检查该分区是否激活 JNZ .InvalidTable ; 无效值 ADD BP,10H ; 指向下一个分区表项 DEC BL JZ .NoActive ; 没有找到激活分区 JMP .CheckNext ;找到了激活分区 .FoundActive: ; 保存分区表项 MOV AL,4 SUB AL,BL ; AL = 4-BL = 第一个激活分区表项索引(0-3) MOV BYTE [ActivePartition],AL ; 保存激活分区表项索引 MOV DI,BP ; DI = 激活分区项 MOV DH,BYTE[BP StartHead] ; 该分区起始磁头号 MOV CL,BYTE[BP StartSector] ; 起始柱面号高2位：6位起始扇区号 MOV CH,BYTE[BP StartCylinder] ; 起始柱面号低8位 ; 保存起始扇区号 MOV AX,WORD[BP StartLBA 2] MOV WORD[DAP_SECTOR_LOW 2],AX MOV AX,WORD[BP StartLBA] MOV WORD[DAP_SECTOR_LOW],AX ; 检查确信只有一个激活分区 .Recheck: ADD BP,10H ; 指向下一个分区项 DEC BL JZ .LoadBootSector ; 装载该分区的引导扇区 CMP BYTE [BP BootIndicator],NOT_ACTIVE_FLAG ; 检查该分区是否激活 JNZ .InvalidTable ; 无效值 JMP .Recheck ; 装载激活分区的引导扇区 .LoadBootSector: ; 设置驱动器号 MOV DL,BYTE [DriveNumber] ; 检查是否支持扩展磁盘调用 CMP BYTE [DiskExtension],01H JNZ .NoDiskExtension ; 使用扩展磁盘调用读取引导扇区 ; ; INT 13H ; AH = 42H ; DL = Drive Number ; DS:SI = 指向磁盘地址包的指针 ; MOV SI,DAP_PACKET_SIZE MOV AH,42H INT 13H JC .ErrorLoadOS JMP .CheckBootSector .NoDiskExtension: ;==================================================================== ; ; INT 13H ; AH = 2 柱面号：0 - 1023 ; AL = 要读取的扇区数 磁头号：0 - 255 ; CH = 柱面号低8位 扇区号：1 - 63 ; CL = 柱面号高2位 : 6位扇区号 ; DH = 磁头号 ; DL = 驱动器号 ; ES:BX = 缓冲区 ; ;==================================================================== ; 读取引导扇区 MOV BX,7C00H MOV AX,0201H INT 13H JC .ErrorLoadOS ; 检查引导扇区是否合法 .CheckBootSector: ; 装载引导扇区成功，检查引导标志 MOV BX,7C00H CMP WORD [BX SEC_SIG_OFF], BOOT_SIGNATURE ; 检查引导标志 JNZ .MissingOS ; 准备跳转到激活扇区的引导扇区代码 ; DL = 磁盘驱动器号 ; DH = 激活分区号 ; DI = 激活分区项 MOV DL,BYTE [DriveNumber] MOV DH,BYTE [ActivePartition] JMP 0:7C00H ; 没有激活分区 .NoActive: MOV SI,MsgNoActive CALL ShowMessage JMP .Hang ; 无效分区表 .InvalidTable: MOV SI,MsgPartitionTable CALL ShowMessage JMP .Hang ; 装载引导扇区失败 .ErrorLoadOS: MOV SI,MsgLoadingOS CALL ShowMessage JMP .Hang ; 引导扇区不合法 .MissingOS: MOV SI,MsgMissingOS CALL ShowMessage .Hang: JMP .Hang ;==================================================================== ; ; 显示一个字符串 ; 输入： ; DS:SI = 字符串的起始地址(以NULL结束) ; ;==================================================================== ShowMessage: LODSB ; AL = DS:[SI] SI = SI 1 OR AL,AL ; 检测是否遇到NULL字符串 JZ .ShowEnd MOV AH,0EH MOV BX,07H INT 10H JMP ShowMessage .ShowEnd: RET ;==================================================================== ; 调试例程 ;==================================================================== %IFDEF DEBUG ;==================================================================== ; ; 显示一个字符 ; 输入： AL = 待显示字符 ; ;==================================================================== PrintChar: PUSH AX PUSH BX MOV AH,0EH MOV BX,7 INT 10H POP BX POP AX RET ;==================================================================== ; ; 显示16进制的值(将一个BYTE变为两个ASCII字符打印出来，用于调试) ; 输入： AL = 待显示的字节 ; ;==================================================================== PrintByte: PUSH BX MOV BH,AL ; 显示高4位 SHR AL,4 AND AL,0FH ADD AL,30H CMP AL,39H JLE .PrintIt ADD AL,07H .PrintIt: CALL PrintChar ; 显示低4位 MOV AL,BH AND AL,0FH ADD AL,30H CMP AL,39H JLE .PrintItAgain ADD AL,07H .PrintItAgain CALL PrintChar POP BX RET %ENDIF ; DEBUG ;==================================================================== ; 数据区 ;==================================================================== MsgNoActive DB “No active partition.“,00H MsgPartitionTable DB “Invalid partition table.“,00H MsgLoadingOS DB “Error loading operating system.“,00H MsgMissingOS DB “Missing operating system.“,00H ;==================================================================== ;临时数据 ;==================================================================== DriveNumber DB 00H ; 启动磁盘启动器号 ActivePartition DB 00H ; 激活分区表索引(0-3) DiskExtension DB 00H ; 是否支持磁盘扩展调用 ;==================================================================== ; 扩展磁盘服务所使用的地址包 ;==================================================================== DAP_PACKET_SIZE DB 10H ; 包的大小为16字节 DAP_RESERVED1 DB 00H ; 保留字节 DAP_READ_SECTORS DB 01H ; 要处理的扇区数(1 - 127 ) DAP_RESERVED2 DB 00H ; 保留字节 DAP_BUFFER_OFF DW 7C00H ; 缓冲区偏移 DAP_BUFFER_SEG DW 0000H ; 缓冲区段地址 DAP_SECTOR_LOW DD 0000H ; 起始扇区号的低32位 DAP_SECTOR_HIGH DD 0000H ; 起始扇区号的高32位 ;==================================================================== ; 填充字节 Padding TIMES 440-($-$$) db 00H ;==================================================================== ;==================================================================== ; 标志字节 ;==================================================================== UniqueMbrSignature DD 4B43414AH UnknownWord DW 00H ;==================================================================== ; 分区表(偏移为446) ;==================================================================== PartitionTable TIMES 64 DB 00H ;==================================================================== ; 扇区最后的标记字节(NASM不支持重复ORG) ;==================================================================== BootSignature dw 0AA55H ;==================================================================== ; 代码结束 ;====================================================================

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