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第一部分 背景知識(shí)簡介
幾乎所有編寫代碼的人都有這種體會(huì)：如今在計(jì)算機(jī)這個(gè)行業(yè)中，許多技術(shù)不是你不懂，而是你不知道。所以，在分析之前有些背景知識(shí)是必須要知道的。 一. 硬盤結(jié)構(gòu)簡介 1. 硬盤參數(shù)釋疑 到目前為止, 人們常說的硬盤參數(shù)還是古老的 CHS (Cylinder/Head/Sector)參數(shù). 那么為什么要使用這些參數(shù), 它們的意義是什么? 它們的取值范圍是什么? 很久以前, 硬盤的容量還非常小的時(shí)候, 人們采用與軟盤類似的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤，也就是硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區(qū)數(shù)，由此產(chǎn)生了所謂的3D參數(shù) (Disk Geometry)。既磁頭數(shù)(Heads), 柱面數(shù)(Cylinders), 扇區(qū)數(shù)(Sectors)，以及相應(yīng)的尋址方式。 其中: 磁頭數(shù)(Heads) 表示硬盤總共有幾個(gè)磁頭,也就是有幾面盤片, 最大為 255 (用 8 個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))； 柱面數(shù)(Cylinders) 表示硬盤每一面盤片上有幾條磁道, 最大為 1023(用 10 個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))； 扇區(qū)數(shù)(Sectors) 表示每一條磁道上有幾個(gè)扇區(qū), 最大為 63 (用 6個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))； 每個(gè)扇區(qū)一般是 512個(gè)字節(jié)(理論上講這不是必須的， 但好象都取此值)。 據(jù)此，磁盤最大容量為: 255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 MB ( 1M = 1048576 Bytes ) 或硬盤廠商常用的單位: 255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 MB ( 1M = 1000000 Bytes ) 在 CHS 尋址方式中, 磁頭, 柱面, 扇區(qū)的取值范圍分別為 0 到 Heads - 1,0 到 Cylinders - 1, 1 到 Sectors (注意是從 1 開始)。 2. 基本 Int 13H 調(diào)用簡介 BIOS Int 13H調(diào)用是 BIOS 提供的磁盤基本輸入輸出中斷調(diào)用, 它可以完成磁盤(包括硬盤和軟盤)的復(fù)位, 讀/寫, 校驗(yàn), 定位, 診斷, 格式化等功能。它使用的就是 CHS 尋址方式, 因此最大只能訪問 8 GB 左右的硬盤 ( 本文中如不作特殊說明, 均以 1M = 1048576 字節(jié)為單位). 而更不幸的是，標(biāo)準(zhǔn)的IDE接口容許256個(gè)扇區(qū)／磁道、65536個(gè)柱面及16個(gè)磁頭。它自己本身可以存取 137438953472(128 GB)，但是加上BIOS方面63個(gè)扇區(qū)與1024個(gè)柱面的限制后，就只剩528482304(1024*16*63 = 504MB)可以定址得到，這就是所謂標(biāo)準(zhǔn)IDE硬盤只認(rèn)前504MB問題。 3. 現(xiàn)代硬盤結(jié)構(gòu)簡介 在老式硬盤中, 由于每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)相等 (與軟盤一樣), 所以外道的記錄密度要遠(yuǎn)低于內(nèi)道, 因此會(huì)浪費(fèi)很多磁盤空間。為了解決這一問題, 進(jìn)一步提高硬盤容量, 人們改用等密度結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤， 也就是說, 外圈磁道的扇區(qū)比內(nèi)圈磁道多。采用這種結(jié)構(gòu)后, 硬盤不再具有實(shí)際的3D參數(shù), 尋址方式也改為線性尋址, 即以扇區(qū)為單位進(jìn)行尋址。 為了與使用3D尋址的老軟件兼容 (如使用BIOS Int13H接口的軟件), 在硬盤控制器內(nèi)部安裝了一個(gè)地址翻譯器, 由它負(fù)責(zé)將老式3D參數(shù)翻譯成新的線性參數(shù)。這也是為什么現(xiàn)在硬盤的3D參數(shù)可以有多種選擇的原因 (不同的工作模式對應(yīng)不同的3D參數(shù), 如 LBA, LARGE, NORMAL)。 4. 擴(kuò)展 Int 13H 簡介 雖然現(xiàn)代硬盤都已經(jīng)采用了線性尋址, 但是由于基本 Int 13H 的制約, 使用 BIOS Int 13H 接口的程序, 如 DOS 等還是只能訪問 8 G 以內(nèi)的硬盤空間。為了打破這一限制, Microsoft 等幾家公司制定了擴(kuò)展 Int 13H 標(biāo)準(zhǔn)(Extended Int13H，詳見附錄A), 采用線性尋址方式存取硬盤，所以突破了 8 G 的限制,而且還加入了對可拆卸介質(zhì) (如活動(dòng)硬盤) 的支持。 二. Boot Sector 結(jié)構(gòu)簡介 1. Boot Sector 的組成 Boot Sector 也就是硬盤的第一個(gè)扇區(qū), 它由 MBR (Master Boot Record)，DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID(Magic Number) 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 ),包含了硬盤的一系列參數(shù)和一段系統(tǒng)主引導(dǎo)程序。引導(dǎo)程序主要是用來在系統(tǒng)硬件自檢完后負(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(引導(dǎo)操作系統(tǒng))。它的最后一條執(zhí)行語句是一條JMP指令,跳到操作系統(tǒng)的引導(dǎo)程序去。這里往往是引導(dǎo)型病毒的注入點(diǎn)，也是各種多系統(tǒng)引導(dǎo)程序的注入點(diǎn)。但是由于引導(dǎo)程序本身完成的功能比較簡單，所以我們完全可以判斷該引導(dǎo)程序的合法性（比如看JMP指令的合法性），因而也易于修復(fù)。象命令fdisk/mbr可以修復(fù)MBR和 KV300這類軟件可以查殺任意類型的引導(dǎo)型病毒，就是這個(gè)道理。 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: 2. 主分區(qū)表的結(jié)構(gòu) 主分區(qū)表由四個(gè)分區(qū)項(xiàng)構(gòu)成, 每一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)如下: BYTE State : 分區(qū)狀態(tài), 0 = 未激活, 0x80 = 激活 (注意此項(xiàng)) BYTE StartHead : 分區(qū)起始磁頭號(hào) WORD StartSC : 分區(qū)起始扇區(qū)和柱面號(hào), 低字節(jié)的低6位為扇區(qū)號(hào),高2位為柱面號(hào)的第 9,10 位, 高字節(jié) 為柱面號(hào)的低 8 位 BYTE Type : 分區(qū)類型, 如 0x0B = FAT32, 0x83 = Linux 等, 00 表示此項(xiàng)未用 BYTE EndHead : 分區(qū)結(jié)束磁頭號(hào) WORD EndSC : 分區(qū)結(jié)束扇區(qū)和柱面號(hào), 定義同前 DWORD Relative : 在線性尋址方式下的分區(qū)相對扇區(qū)地址 (對于基本分區(qū)即為絕對地址) DWORD Sectors : 分區(qū)大小 (總扇區(qū)數(shù)) 注意：在 DOS / Windows 系統(tǒng)下, 基本分區(qū)必須以柱面為單位劃分( Sectors * Heads 個(gè)扇區(qū)), 如對于 CHS 為 764/255/63 的硬盤, 分區(qū)的最小尺寸為 255 * 63 * 512 / 1048576 = 7.844 MB。 3. 擴(kuò)展分區(qū)簡介 由于主分區(qū)表中只能分四個(gè)分區(qū), 有時(shí)無法滿足需求, 因此設(shè)計(jì)了一種擴(kuò)展分區(qū)格式。 基本上說, 擴(kuò)展分區(qū)的信息是以鏈表形式存放的, 但也有一些特別的地方。 首先，主分區(qū)表中要有一個(gè)基本擴(kuò)展分區(qū)項(xiàng), 所有擴(kuò)展分區(qū)都隸屬于它,也就是說其他所有擴(kuò)展分區(qū)的空間都必須包括在這個(gè)基本擴(kuò)展分區(qū)中。 對于DOS / Windows 來說, 擴(kuò)展分區(qū)的類型為 0x05。 除基本擴(kuò)展分區(qū)以外的其他所有擴(kuò)展分區(qū)則以鏈表的形式級聯(lián)存放, 后一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)項(xiàng)記錄在前一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)表中, 但兩個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的空間并不重疊。 擴(kuò)展分區(qū)類似于一個(gè)完整的硬盤, 必須進(jìn)一步分區(qū)才能使用。但每個(gè)擴(kuò)展分區(qū)中只能存在一個(gè)其他分區(qū), 此分區(qū)在 DOS/Windows 環(huán)境中即為邏輯盤。因此每一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)表 (同樣存儲(chǔ)在擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)中)中最多只能有兩個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)項(xiàng)(包括下一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)項(xiàng))。 擴(kuò)展分區(qū)和邏輯盤的示意圖如下： 三. 系統(tǒng)啟動(dòng)過程簡介 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 加電或按reset鍵后都要進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位，復(fù)位后指令地址為 0ffff:fff0,這個(gè)地方只有一條JMP指令, 跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)自檢 ( Power On Self Test -- POST )程序處； 3. 系統(tǒng)自檢完成后,將硬盤的第一個(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； 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程序 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)，如果沒有發(fā)現(xiàn)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； 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)或； 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)過程可能與此不同。 下面簡要說明一下系統(tǒng)復(fù)位后的指令地址0ffff:fff0(物理地址0x0fffffff0)： 在實(shí)地址模式下，內(nèi)存有兩個(gè)保留區(qū)域：系統(tǒng)初始化區(qū)和中斷向量表區(qū)。地址0x00000~0x003ff 是為中斷向量保留的，256個(gè)可能的中斷，每一個(gè)保留4字節(jié)的跳轉(zhuǎn)向量；地址0xfffffff0~0xffffffff是為系統(tǒng)初始化保留的，此處一般只有一條JMP指令，跳到系統(tǒng)初始引導(dǎo)程序。 系統(tǒng)復(fù)位后，cs = 0x0f000、eip = 0x0000fff0，而系統(tǒng)初始引導(dǎo)程序安排在 0x0ffff0000~0x0ffffffff, 一般為ROM固件，使初始引導(dǎo)程序工作于內(nèi)存實(shí)際地址空間以外的另一存儲(chǔ)段中。此區(qū)域的16~31位都應(yīng)為1，cs及eip的初值已保證地址線的16~19位為1，而20~31位，即地址線的高12位，則須由硬件強(qiáng)制置 1，這由一個(gè)標(biāo)志觸發(fā)器在系統(tǒng)每次復(fù)位時(shí)置位實(shí)現(xiàn)觸發(fā)。而由于段間轉(zhuǎn)移指令要重新裝入cs寄存器，因此，每當(dāng)執(zhí)行段間轉(zhuǎn)移指令時(shí)，此標(biāo)志觸發(fā)器復(fù)位，以后，再次訪問時(shí)，不再向高12位地址線提供“1”信號(hào)，程序從此正常地工作于前1MB的地址空間。 第二部分 硬盤MBR主引導(dǎo)代碼分析 一.程序流程 （引導(dǎo)扇區(qū)是指硬盤相應(yīng)分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)，是和操作系統(tǒng)有關(guān)的，操作系統(tǒng)的引導(dǎo)是由它來完成的；而MBR主引導(dǎo)程序并不負(fù)責(zé)引導(dǎo)操作系統(tǒng)，MBR是和操作系統(tǒng)無關(guān)的，他的任務(wù)是把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給操作系統(tǒng)的引導(dǎo)程序.） 1 將程序代碼由0:7C00H移動(dòng)到0:0600H（注，BIOS把MBR放在0:7C00H處） 2 搜索可引導(dǎo)分區(qū)，即80H標(biāo)志 成功：goto 3 失敗：跳入ROM BASIC 無效分區(qū)表：goto 5 3 讀引導(dǎo)扇區(qū) 失敗：goto 5 成功：goto 4 4 驗(yàn)證引導(dǎo)扇區(qū)最后是否為55AAH 失敗：goto 5 成功：goto 6 5 打印錯(cuò)誤進(jìn)入無窮循環(huán) 6 跳到0:7C00H進(jìn)行下一步啟動(dòng)工作 二.代碼注釋 下面將用匯編語言寫出這一段代碼，并進(jìn)行說明。 ;MBR.ASM ; MASM MBR ; LINK MBR ; EXE2BIN MBR .MODEL tiny .CODE ;設(shè)置寄存器及堆棧值 org 0 Head: Start: cli xor ax,ax mov ss,ax mov sp,7C00H ;ss:sp=0:7C00H mov si,sp push ax pop es push ax pop ds ;es=ds=0 sti ;將程序代碼由0:7C00H移動(dòng)到0:0600H處 cld mov di,600H mov cx,100H ;100H Words=512 Bytes，即一個(gè)扇區(qū)大小 repne movsw db 0EAH ;這個(gè)是FAR JUMP的機(jī)器碼 dw offset Continue+600H, 0000H ;這個(gè)是跳轉(zhuǎn)目的地址，即0:061DH ;搜索可引導(dǎo)分區(qū) Continue: mov si,600H+1BEH ;si指向分區(qū)表 mov bl,4 ;四個(gè)分區(qū) FindBoot: cmp byte ptr[si],80H je SaveRec ;讀扇區(qū)位置 cmp byte ptr[si],0 jne Invaild ;無效分區(qū) add si,10H dec bl jnz FindBoot int 18H ;進(jìn)入ROM BASIC ;讀取引導(dǎo)分區(qū)的扇區(qū)，柱面號(hào) SaveRec: mov dx,[si] mov cx,[si+2] mov bp,si ;檢查其余分區(qū)表 FindNext: add si,10H dec bl jz SetRead cmp byte ptr[si],0 ;是否存在非法分區(qū) je FindNext Invaild: mov si,offset ErrMsg1+600H ;字符串輸出子程序 PrintStr: lodsb cmp al,0 je DeadLock push si mov bx,7 mov ah,0EH ;輸出字符 int 10H pop si jmp short PrintStr ;下一字符 DeadLock: jmp short DeadLock ;無窮循環(huán)，也可以寫成jmp $ ;讀引導(dǎo)扇區(qū) SetRead: mov di,5 ;讀取次數(shù) ReadBoot: mov bx,7C00H mov ax,201H push di int 13H ;cx,dx已經(jīng)在SaveRec處得到 pop di jnc GoBoot ;成功則啟動(dòng) xor ax,ax int 13H ;reset驅(qū)動(dòng)器，然后再讀取 dec di jnz ReadBoot mov si,offset ErrMsg2+600H jmp short PrintStr 失敗輸出信息，并進(jìn)入無窮循環(huán) ;檢查讀入的引導(dǎo)扇區(qū) GoBoot: mov si,offsetErrMsg3+600H mov di,7C00H+1FEH cmp word ptr[di],0AA55H jne PrintStr ;非AA55標(biāo)志則輸出錯(cuò)誤信息 mov si,bp ;si指向可啟動(dòng)分區(qū) db 0EAH,0,7CH,0,0 ;跳轉(zhuǎn)至0:7C00H ErrMsg1 db 'Invaild partition table',0 ErrMsg2 db 'Error loading operating system',0 ErrMsg3 db 'Missing operating system',0 Tail: FillNum equ 1BEH-(Tail-Head) ;計(jì)算填0數(shù)目 db FillNum dup(0) ;四個(gè)分區(qū)表項(xiàng)數(shù)據(jù)，跟分區(qū)情況有關(guān)，詳細(xì)含義另解 PartTable db 80H,1,1,0,4,4,0D1H,2,11H,0,0,0,0FEH,0FFH,0,0 db 0,0,0C1H,3,5,4,0D1H,0FEH,0FFH,0FFH,0,0,0ACH,53H,0,0 db 20H dup(0) ID dw 0AA55H end start ;如果開始試用org 600H，那么訪問數(shù)據(jù)時(shí)就不必加上600H，如mov si,offset ErrMsg2+600H ;可寫為mov si,offset ErrMsg2，這時(shí)就不能用exe2bin得到數(shù)據(jù)，必須試用debug ;debug mbr.exe ;-nmbr.bin ;-rcx 200 ;-wcs:600 ;-q 在硬盤的第一個(gè)扇區(qū)上保存著分區(qū)信息,即主分區(qū)表,共有四項(xiàng)，讀取分區(qū)表必須使用bios的int 13h，一般使用debug就可以了： debug -a xxxx:0100 mov ax,201 mov bx,200 mov cx,1 mov dx,80 ;如果是第二個(gè)硬盤則是81... int 13 int 20 xxxx:???? -g=100 這時(shí)xxxx:0200開始的512字節(jié)就是分區(qū)表所在的扇區(qū)，前面一部分為MBR，在debug中用-d3be l40就可以看到64字節(jié)的分區(qū)表信息，16個(gè)字節(jié)為一項(xiàng)，用-e命令就可以修改，改完后可以重新寫回去，只要把前面代碼中的mov ax,201改為mov ax,301即可，或者直接把102處的2改成3，比如： -e 102 xxxx:0102 02.3 -g=100 這樣就寫回去了，不過修改硬盤的第一個(gè)扇區(qū)須非常謹(jǐn)慎。 下面說一下分區(qū)表項(xiàng)的具體意義，取其中一項(xiàng)舉個(gè)例子： 80 01 01 00 0B 3F FF 00 3F 00-00 00 81 4F 2F 00 1 (80)引導(dǎo)標(biāo)志，80代表可引導(dǎo)，00代表不可引導(dǎo)，一般必須且只能有一個(gè)分區(qū)表項(xiàng)的引導(dǎo)標(biāo)志為 80，除非你自己修改MBR 2 (01)分區(qū)開始磁頭 3,4 (01 00)=(0,1)分區(qū)開始柱面和扇區(qū)（后面后詳解） 5 (0B)分區(qū)類型（后面有詳解） 6 (3F)=(63)分區(qū)結(jié)束磁頭 7,8 (FF 00)=(768,63)分區(qū)結(jié)束柱面和扇區(qū)（同上） 9-12 (3F 00 00 00)=(63)此分區(qū)前扇區(qū)總數(shù)，即相對扇區(qū)數(shù) 13-16 (81 4F 2F 00)=(002F4F81H=3100545)此分區(qū)扇區(qū)總數(shù) 柱面和扇區(qū)共用兩個(gè)字節(jié)表示，而柱面號(hào)為10位，最大1023，扇區(qū)號(hào)為6位，最大63，具體各位分布如下圖： 扇區(qū)號(hào) _____|____ | | ( 7 6 5 4 3 2 1 0 ) ( 7 6 5 4 3 2 1 0 ) |__| |___________| |___________________| | 柱面號(hào) 關(guān)于分區(qū)類型，常見的有： 00 未用，Unused 01 DOS-12(FAT 12) 02 XENIX 04 DOS-16(FAT 16)（分區(qū)<32M的，應(yīng)該已沒有了） 05 EXTEND(DOS擴(kuò)展分區(qū)) 06 BIGDOS(>32M)（這個(gè)才是現(xiàn)在常說的FAT 16） 07 HPFS(OS/2)（NTFS也是這個(gè)標(biāo)記，好像是） 0B FAT 32 0F 這個(gè)一時(shí)不確定 50 DM 63 386/ix(unix) 64 NET286(Novell) 65 NET386(Novell) 82 Linux swap 83 Linux native FF BBT(UNIX Bad Block Table) 下面有幾個(gè)算式用來計(jì)算分區(qū)參數(shù)： 1）第一分區(qū)參數(shù) 扇區(qū)總數(shù)=(結(jié)束柱面+1)*磁頭數(shù)*每柱面扇區(qū)數(shù)-相對扇區(qū)數(shù)，例如：3100545=(768+1)*64*63-63 2）其它分區(qū)參數(shù) 扇區(qū)總數(shù)=(結(jié)束柱面-起始柱面+1)*磁頭數(shù)*每柱面扇區(qū)數(shù)，如下例： 00 00 C1 01 05 3F FF FD C0 4F-2F 00 C0 90 0F 00 000F90C0H=1020096，(FF FD)=(1021,63),(C1 01)=(769,1)，1020096=(1021-769+1)*64*63 3）第一分區(qū)相對扇區(qū)=每柱面扇區(qū)數(shù) 其它分區(qū)相對扇區(qū)=上一分區(qū)相對扇區(qū)+上一分區(qū)扇區(qū)總數(shù) 擴(kuò)展分區(qū)信息是一個(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)，在刪除分區(qū)時(shí),把前面的分區(qū)刪掉會(huì)導(dǎo)致后面的分區(qū)也找不到，原因就在于此，我們從主分區(qū)表中取出擴(kuò)展分區(qū)項(xiàng)進(jìn)行一下分析，如下： 00 00 01 C0 05 FE BF 6E C0 10-2F 00 EF A6 69 00 由此我們可以得到數(shù)據(jù)： 開始磁頭：00 開始柱面扇區(qū)：01 C0=(192,1) 用debug debug -a100 xxxx:0100 mov ax,201 mov bx,200 mov cx,c001 ;開始柱面扇區(qū)號(hào) mov dx,80 ;dh中為開始磁頭號(hào)，這里為0 int 13 int 20 xxxx:???? -g=100 -d3be l10 讀出的扇區(qū)中有兩個(gè)16字節(jié)的分區(qū)表項(xiàng)和最后的一個(gè)55AA標(biāo)志，這兩個(gè)分區(qū)表項(xiàng)為： 00 01 01 C0 06 FE 7F 97 3F 00-00 00 99 F2 34 00 00 00 41 98 05 FE BF 6E D8 F2-34 00 17 B4 34 00 第一個(gè)分區(qū)類型為6，其實(shí)這是第一個(gè)邏輯分區(qū)，含義和主分區(qū)表項(xiàng)相同 第二個(gè)分區(qū)類型為5，這其實(shí)是指向下一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)表的 從這里我們可以得到： 開始磁頭：0 開始柱面扇區(qū)：41 98=(408,1) 繼續(xù)用debug讀出（mov cx,9841)得到 00 01 41 98 06 FE BF 6E 3F 00-00 00 D8 B3 34 00 只有一個(gè)表項(xiàng)，是第二個(gè)邏輯盤，而且是邏輯盤鏈的最后一個(gè)。 可以看到，主分區(qū)表是非常重要的，所以除了小心操作外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行備份，最安全的備份方式就是用筆抄下來，當(dāng)然，每次重新進(jìn)行分區(qū)后還應(yīng)當(dāng)及時(shí)更新。從前面可以看出，分區(qū)表里最重要的還是柱面號(hào)，其它比如磁頭號(hào)都是0或者1或者最大值，扇區(qū)號(hào)都是1或63（最大值），扇區(qū)總數(shù)什么的也都能算出來，所以分區(qū)時(shí)最好把各分區(qū)的柱面號(hào)記下來，這樣一旦分區(qū)信息被破壞就可以進(jìn)行恢復(fù)了。 如果主分區(qū)表不幸丟失或者邏輯分區(qū)鏈被破壞，那么只要從硬盤上找出還存在的分區(qū)信息，就有可能部分恢復(fù)分區(qū)信息，甚至全部可以恢復(fù)，不過這樣的麻煩大家還是應(yīng)盡量避免。 在Linux里有一種方法可以恢復(fù)主引導(dǎo)扇區(qū)（包括主分區(qū)表），用如下的命令： dd if=/boot/boot.NNNN of=/dev/hda bs=512 count=1 其中：boot.NNNN 是我們在安裝Linux之前整個(gè)主引導(dǎo)扇區(qū)的備份，NNNN是分區(qū)的主次設(shè)備號(hào)；bs（buffer size)是指重寫的字節(jié)數(shù)。如只是為了修復(fù)主引導(dǎo)記錄MBR(比如，想把LILO卸載掉)，而不是恢復(fù)整個(gè)主引導(dǎo)扇區(qū)，則用如下的命令： dd if=/boot/boot.NNNN of=/dev/hda bs=446 count=1 只把主引導(dǎo)扇區(qū)的備份文件boot.NNNN的前446個(gè)字節(jié)重寫入主引導(dǎo)扇區(qū)。 LILO 詳解 一臺(tái)電腦從加電到進(jìn)入操作界面是經(jīng)過了一系列復(fù)雜的操作的。基本的工作是由BIOS完成的。當(dāng)POST(自檢)結(jié)束后，BIOS嘗試讀入 BIOS設(shè)定的第一個(gè)啟動(dòng)設(shè)備的第一個(gè)扇區(qū)，把它看作引導(dǎo)扇區(qū)（原先的BIOS總是先嘗試軟盤的），然后讀入里面的信息來引導(dǎo)系統(tǒng)。 我們先來看看DOS的系統(tǒng)引導(dǎo)區(qū)： OFFSET 0x000 JMP xx ; 近距離跳轉(zhuǎn)到xx代碼段 0x003 ; 磁盤參數(shù) 0x03E ; 載入DOS系統(tǒng)核心的代碼段 0x1FE 0xAA55 ; 這是BIOS的幻數(shù) DOS的引導(dǎo)區(qū)總是從0開始，以BIOS的magic number 結(jié)束，總共512字節(jié)。從軟盤啟動(dòng)比較簡單，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)引導(dǎo)扇區(qū):第一個(gè)扇區(qū)。而硬盤雖然有很多分區(qū)，但是，BIOS根本不去查看分區(qū)信息，它象對待軟盤一樣對待硬盤，仍讀入第一個(gè)分區(qū):master boot record (MBR). 所以MBR也應(yīng)該從0開始，以BIOS的magic number 結(jié)束。在MBR的最后部分保存了分區(qū)表。每個(gè)分區(qū)信息占16字節(jié)，定義了硬盤可以有4個(gè)Primary Partition。如果這些不夠用，可以設(shè)置所謂的擴(kuò)展分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)包含至少一個(gè)邏輯分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)結(jié)構(gòu)類似MBR,它的分區(qū)表的第一表項(xiàng)對應(yīng)第一個(gè)邏輯分區(qū)。如果存在第二個(gè)邏輯分區(qū)，那么分區(qū)表的第二個(gè)表項(xiàng)就包含了一個(gè)指針。這個(gè)指針指向第一個(gè)邏輯分區(qū)后面的一個(gè)地址。這個(gè)地址包含一個(gè)分區(qū)表。該分區(qū)表的第一表項(xiàng)對應(yīng)第二個(gè)邏輯分區(qū)。這樣就組成一個(gè)鏈表，從而擴(kuò)展分區(qū)可以有任意多的邏輯分區(qū)。 每一個(gè)主分區(qū)和擴(kuò)展區(qū)都包含一個(gè)引導(dǎo)扇區(qū)。系統(tǒng)只能從這幾個(gè)地方之一啟動(dòng)。BOOT標(biāo)志決定哪個(gè)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)被引導(dǎo)。 MS-DOS的fdisk和大多數(shù)同類工具只能激活主分區(qū)。 MBR的代碼要作以下的操作： 1：確定活動(dòng)分區(qū)(Active Partition) 2：使用BIOS,將活躍分區(qū)的啟動(dòng)扇區(qū)讀入 3：跳到啟動(dòng)扇區(qū)的0位置。 MBR的空間足夠容納一個(gè)引導(dǎo)程序來動(dòng)態(tài)的決定活動(dòng)分區(qū)。LILO就是這樣一個(gè)引導(dǎo)程序。 LILO(LInux LOader) LILO引導(dǎo)扇區(qū)包括一個(gè)分區(qū)表的空間，所以，LILO即可以安裝在MBR中，也可以安裝在某個(gè)分區(qū)的引導(dǎo)扇區(qū)。 1．LILO可以占據(jù)MBR，但是會(huì)將老的MBR沖去，出于安全起見，最好在在安裝LILO前，將老的MBR（包括分區(qū)表）做一個(gè)備份。可以通過鍵入 # dd if=/dev/hda of=/backup/MBR bs=512 count=1 來備份原來的MBR信息， 如果要將MBR寫回，可以鍵入： # dd if=/backup/MBR of=/dev/hda bs=446 count=1 這樣，原來的MBR就被寫回但不包括分區(qū)表。如果分區(qū)表也要恢復(fù)，那么設(shè)置bs=512。 2．通過MS-DOS MBR被引導(dǎo) LILO就可以安裝在這些分區(qū)中的一個(gè)。當(dāng) LILO對應(yīng)分區(qū)被激活后，引導(dǎo)過程如下： BIOS 讀入 MBR MBR 讀入 活躍主分區(qū)：LILO所在的分區(qū); LILO 引導(dǎo)Linux或另外的操作系統(tǒng)。 要引導(dǎo)其它OS且不用LILO很簡單，激活那個(gè)分區(qū)。Linux分區(qū)不會(huì)有任何變化。 3．LILO也可以被其他的系統(tǒng)引導(dǎo)程序(Boot Manager)引導(dǎo) 1． 假如boot manager可以引導(dǎo)擴(kuò)展區(qū)，Linux可以裝在擴(kuò)展區(qū)上； 2． 假如 boot manager 可以引導(dǎo)第二硬盤分區(qū)，linux可以裝在第二硬盤上； 3. 有些 boot manager 甚至可以引導(dǎo)邏輯分區(qū)，那LILO就可以裝在邏輯分區(qū)上。 但是對于系統(tǒng)引導(dǎo)程序要特別注意的是：某些操作系統(tǒng)直接改寫MBR,這會(huì)將原來的boot manager破壞。 配置LILO 與LILO有關(guān),即有關(guān)系統(tǒng)引導(dǎo)的文件通常放在/boot/下，配置文件是/etc/lilo.conf下。合理的配置lilo. conf對于系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行有著非常重大的意義，可以通過man lilo.conf來查看配置的注意事項(xiàng) 下面是一些重要常用的選項(xiàng)： "boot=" 指明包含引導(dǎo)扇區(qū)的設(shè)備名（如：/dev/had），若此項(xiàng)忽略，則從當(dāng)前的根分區(qū)中讀取引導(dǎo)扇區(qū)。 "root=" 告訴內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)以哪個(gè)設(shè)備作為根文件系統(tǒng)使用，其設(shè)定值為構(gòu)造內(nèi)核時(shí)根文件系統(tǒng)的設(shè)備名，可用的設(shè)備名有： (1)/dev/hdaN~/dev/hddN：ST-506兼容硬盤，a到d上的N個(gè)分區(qū) (2)/dev/sdaN~/dev/sdeN：SCSI兼容硬盤，a到e上的N個(gè)分區(qū) (3)/dev/xdaN~/dev/xdbN：XT兼容硬盤，a到b上的N個(gè)分區(qū) (4)/dev/fdN：軟盤，A：（N=0）或B：（N=1） (5)/dev/nfs：由網(wǎng)絡(luò)取得根文件系統(tǒng)的標(biāo)志 "nfsroot=" 若需通過NFS提供根文件系統(tǒng)來引導(dǎo)無盤工作站，此參數(shù)為內(nèi)核指定了網(wǎng)絡(luò)根文件系統(tǒng)所在的機(jī)程序、目錄及NFS，其格式為：nfsroot=（〈server_ip〉:）〈root_dir〉（,nfs_options）） "nfsaddrs=" 設(shè)定網(wǎng)絡(luò)通訊所需的各種網(wǎng)絡(luò)界面地址，如無此參數(shù)，則內(nèi)核會(huì)試圖用反向地址解析協(xié)定(RARP)或啟動(dòng)協(xié)定(BOOTP)找出這些參數(shù)，其格式為： nfsaddrs=〈客戶端IP〉:〈服務(wù)端IP〉:〈網(wǎng)關(guān)IP〉:〈子網(wǎng)屏蔽〉: 〈客戶端名稱〉:〈網(wǎng)絡(luò)設(shè)備名 〉:〈auto〉 "image=" 指定Linux的內(nèi)核文件。 "delay=" 以10毫秒為單位,設(shè)定引導(dǎo)第一個(gè)映像前的等待時(shí)間。 "disk=" 某一特殊的硬盤定義非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。 "append=" 為內(nèi)核傳遞一個(gè)可選的參數(shù)行，其典型的應(yīng)用是為不能完全由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別的硬盤指定參數(shù)，如：append = "hd=64,32,202"，還有為一些無法自動(dòng)識(shí)別大內(nèi)存的低版本內(nèi)核傳遞參數(shù)，方法是append="mem=128M".mem后邊是數(shù)字＋單位，這個(gè)單位可以是byte/M等等 "label=" 為每個(gè)映像指定一個(gè)名字，以供引導(dǎo)時(shí)選擇。 "read-only" 設(shè)定以只讀方式掛入根文件系統(tǒng)，用于文件系統(tǒng)一致性檢查（fsck） "install=" 安裝一個(gè)指定文件作為新的引導(dǎo)扇區(qū)，缺省為/boot/boot.b。 "loader=" 說明所使用的鏈加載程序(chain loader)，缺省為/boot/chain.b，如果不是從首硬盤或軟盤啟動(dòng)，那么，此選項(xiàng)必須說明。 "table=" 說明包含分區(qū)表的設(shè)備名，如果此參數(shù)忽略，引導(dǎo)加載程序?qū)⒉荒軅鬟f分區(qū)信息到已引導(dǎo)的操作系統(tǒng)。當(dāng)此參數(shù)指向的分區(qū)表被修改時(shí)，必須重新運(yùn)行/sbin/lilo。 "init=" 內(nèi)核初始化時(shí)執(zhí)行的程序，通常過程為init、getty、rc和sh，版本1.3.43以來的Linux內(nèi)核能夠執(zhí)行/sbin/init說明的命令行，若在引導(dǎo)過程中出現(xiàn)問題，則可設(shè)置init=/bin/sh直接跳到Shell。 "ramdisk_start=" 由于內(nèi)核不能放在壓縮的內(nèi)存文件系統(tǒng)映像內(nèi)，為使內(nèi)核映像能夠和壓縮的內(nèi)存映像放在一張軟盤內(nèi)，加入"ramdisk_start=〈offset〉"，這樣內(nèi)核才開始執(zhí)行。 "vga=" 設(shè)置顯示模式，如80×50、132×44等。 "compact" 激活一種模式，在此模式下，LILO一次向BIOS請求讀入相鄰的幾個(gè)分區(qū)。這極大的縮短了裝載時(shí)間，特別是從軟盤啟動(dòng)。 "Linear" 使LILO生成線性地址，而不使用通常的Sector/Head/Cylinder機(jī)制。Linux地址機(jī)制可以不依賴磁盤的物理結(jié)構(gòu)。 "install = boot sector" 使用指定的boot sector寫入引導(dǎo)扇區(qū)，缺省用/boot/boot.b "map=" 說明映射文件的路徑。 "message=[File]" 指定一個(gè)文件，該文件的內(nèi)容將會(huì)在LILO引導(dǎo)是被顯示。假如沒有說明該文件，那么就只會(huì)出現(xiàn)"LILO"。 "verbose=[level]" 說明LILO的調(diào)試級別。從0（不顯示任何信息）到5（所有的狀態(tài)信息）。 "backup = [backup file]" 以前引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)容的備份文件。缺省使用/boot/boot.device number "force-backup=[backup file]" 和backup 相同，當(dāng)時(shí)假如備份文件存在，被覆蓋。 "prompt" 指定要用戶通過鍵盤選擇要引導(dǎo)的內(nèi)核。不會(huì)缺省選擇。 "timeout=" 設(shè)置一個(gè)超時(shí)值，在此時(shí)間內(nèi)必須有鍵盤輸入，否則用第一個(gè)配置。類似，假如超時(shí)，就不能再輸入密碼。一般情況下，該取缺省值，無窮大。 "serial=port, bps parity bits" 設(shè)置串口參數(shù)。如果LILO會(huì)從該文件獲取串口參數(shù)的話。如果其中之一無效,那所有三個(gè)參數(shù)都無效。Port從四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口選擇一個(gè)：0 對應(yīng)COM1 或者/dev/ttyS0.。支持的波特率范圍為：100-9600。所有校驗(yàn)設(shè)置都支持(n:none,e:even,o:odd)bits為7或者 8。缺省為serial=0,2400n8. Ignore-table 讓LILO忽略被破壞的分區(qū)表。 fix-table 允許LILO將每個(gè)分區(qū)的(sector/head/cylinder)地址轉(zhuǎn)化為線性地址。通常，分區(qū)地址從cylinder boudary開始。某些操作系統(tǒng)，會(huì)改變這一點(diǎn)。由于LILO只能將它的啟動(dòng)扇區(qū)寫于兩種地址都一致的分區(qū)上，不正確的3D地址可以用fix- table來糾正。但是，這種糾正不能被保證是永遠(yuǎn)的，所以重分區(qū)以保證對齊cylinder boudary 是最好的選擇。 "password=[password]" 為引導(dǎo)配置設(shè)置password restricted 放松對password的限制。只有用戶想傳附加的啟動(dòng)參數(shù)給內(nèi)核時(shí)才需要password optional 允許配置的幾個(gè)內(nèi)核有錯(cuò)誤的，或者不存在,如果不說明optional,LILO遇到這種情況就會(huì)打印一些錯(cuò)誤信息然后退出。 LILO引導(dǎo)過程 每個(gè)從LILO引導(dǎo)的配置從image行開始。 image = kernel label = name Image包含要引導(dǎo)的內(nèi)核。Label是給用戶選擇用的。Image行通常指向一個(gè)設(shè)備，例如/dev/fd0,可以找到內(nèi)核的范圍用range來注明。 range = range range可以用start sector -end sector 或者 start sector + length 表示。例如： image = /dev/fd0 label = floppy range = 1+512 LILO 啟動(dòng)信息 缺省設(shè)置的LILO啟動(dòng)過程中在啟動(dòng)過程中，LILO會(huì)顯示'LILO',如果LILO出錯(cuò)退出, 可以根據(jù)顯示來判斷系統(tǒng)的出錯(cuò)原因。 沒有信息：LILO根本就沒有被讀入，沒安裝LILO,或LILO駐留的分區(qū)沒被激活。 Lnumber : LILO的第一部分被讀入并開始執(zhí)行。但第二部分不能被讀入。后面的數(shù)字表明出錯(cuò)原因。這可能是由于硬盤的物理錯(cuò)誤或不正確的物理結(jié)構(gòu)信息 LI: LILO的第一部分可以讀入第二部分，第二部分執(zhí)行時(shí)出錯(cuò)。這可能是不正確的物理結(jié)構(gòu)信息或重裝了boot.b而沒有運(yùn)行LILO重新安裝。 LIL:LILO的第二部分啟動(dòng)起來了，但是不能從map文件讀入descriptor tables.這說明不正確的物理結(jié)構(gòu)信息或物理錯(cuò)誤。 LIL?: LILO的第二部分被讀到不正確的地址。原因同LI LIL-: descriptor tables有錯(cuò)。這可能是不正確的物理結(jié)構(gòu)信息或重裝了map file而沒有運(yùn)行LILO重新安裝。 LILO的卸載 LILO裝在MBR以后，它會(huì)保留一個(gè)MBR的備份在系統(tǒng)的/boot/boot.xxyy中，其中xyy是16進(jìn)制的設(shè)備主／次號(hào)碼（major/minor numbers），利用命令"ls -l /dev/device"就可獲得硬盤或分區(qū)的主／次號(hào)碼。如果這些備份文件已經(jīng)存在，那么，當(dāng)你重新安裝LILO時(shí)，它將不再生成此文件，這就保證了此備份文件是最原始的引導(dǎo)扇區(qū)。 若要卸載LILO，你只需恢復(fù)初始的引導(dǎo)扇區(qū)就可以了。例如：LILO安裝在/dev/had，對應(yīng)的備份文件為/boot/boot.0300，使用下面的命令即可： # dd if=/boot/boot.0300 of=/dev/had bs=446 count=1 LILO是現(xiàn)在Redhat Linux、TurboLinux等許多Linux distribution缺省的引導(dǎo)程序，正如上面所介紹的，擁有很強(qiáng)大的功能，更詳細(xì)的內(nèi)容可以在lilo安裝的README文件中發(fā)現(xiàn)。最重要的是在良好的備份意識(shí)指導(dǎo)下，多多實(shí)踐，這樣才能得到最佳的效果。 |
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