| FreeBSD 5.2.1 boot0(启动扇区代码分析) |
| 责任编辑：admin 更新日期：2005-8-6 |
of the sector.
# and beyond a 256 byte boundary and has overflowed 8 bits (see next comment).
# (remember that the table starts 2 bytes earlier than you would expect
# as the bootable flag is after it in the block)
#
movw $(partbl+0x4),%bx # Partition table (+4)
xorw %dx,%dx # Item number
以上代码首先把%bx指向分区表partbl的的第四个字节，这里存放的是分区类型，如82表示
Linux Native分区83表示Linux Swap 分区，有关分区表的细节请详见本文的尾部。然后dx清零 ，
此后，dx将作为遍历磁盘分区的列举代号使用。 启动分区代码dl的原来的值在上面已经压入
了堆栈保存。
#
# Loop around on the partition table, printing values until we
# pass a 256 byte boundary. The end of loop test is at main.5.
#
main.3:
movb %ch,-0x4(%bx) # Zero active flag (ch == 0)
btw %dx,_FLAGS(%bp) # Entry enabled?
jnc main.5 # No
上面首先使得第一个分区的活动标志为0，标志它不为活动标志，因为ch的值为0。至
于第二句“btw %dx,_FLAGS(%bp)”中的_FLAGS(%bp)是上面我们说到的“手动指定我们
实际安装FreeBSD的分区代码”。其中的bit 0x20我们在上面已经提到过。_FLAGS(%bp)
中的其他 位表示是否我们需要检查相应的磁盘分区。缺省情况下，我们需要检查所有
的磁盘分区。检查磁盘分区看是否有可以启动的磁盘分区，例如，可能磁盘上的某个
分区为WindowsXP或者是Linux等。如果我们没有改变在磁盘上该处的值，则相应的bit
位的值 为0，表示所有的分区都要检查（因为此时_FLAGS(%bp)中的值为0），否则，
只针对FLAGS(%bp)中相应的bit位未被设置为1的分区进行检查。
大家知道，FreeBSD Manager启动时可能出现以下的提示：
F1 FreeBSD
F2 ??
F3 BSD
F4 ??
Default F1
其中，上面的提示中出现了令人讨厌的“??”，为了避免出现“??”的提示，我们可以设置相应的
第一分区和第四分区不检查，就需要正确设置_FLAGS(%bp)中的bit位。设置好后，屏幕可能
出现以下的提示：
F1 FreeBSD
F2 BSD
Default F1
#
# If any of the entries in the table are
# the same as the 'type' in the slice table entry,
# then this is an empty or non bootable partition. Skip it.
#
movb (%bx),%al # Load type
movw $tables,%di # Lookup tables
movb $TBL0SZ,%cl # Number of entries
repne # Exclude
scasb # partition?
je main.5 # Yes
我们从上面已经知道起始(%bx)指向的是MBR中分区信息1（16字节）的位置（见图(三)），
以上代码在“忽略的分区类型$tables”中查找看是否本分区是不可启动的或者不合法的分区。
不可启动的或者不合法的分区类型有3($TBL0SZ=3)个,它们是“0x0, 0x5, 0xf”，见下面的
$tables处。如果是不可启动的或者不合法的分区类型则跳转到main.5，进行下一轮循环。
#
# Now scan the table of known types
#
movb $TBL1SZ,%cl # Number of entries
repne # Known
scasb # type?
jne main.4 # No
#
# If it matches get the matching element in the
# next array. if it doesn't, we are already
# pointing at its first element which points to a "?".
#
addw $TBL1SZ,%di # Adjust
main.4:
movb (%di),%cl # Partition
addw %cx,%di # description
callw putx # Display it
上面检查看所检查的分区类型是否为我们知道的分区类型，知道的分区类型有11($TBL1SZ=0xb)
个,它们是:“0x1, 0x4, 0x6, 0xb, 0xc, 0xe, 0x83，0x9f, 0xa5, 0xa6, 0xa9”，见
下面的$tables处。如果不是以上的类型，则跳转到main.4。那么，(%di)所指的字串是“??”，
如果分区类型是“0x1, 0x4, 0x6, 0xb, 0xc, 0xe, 0x83，0x9f, 0xa5, 0xa6, 0xa9”
之一，则(%di)所指的字串是“DOS”、“Linux”、“FreeBSD”或“BSD”等。
见下面的“os_misc”、“os_dos”、“os_linux”、“os_freebsd”、“os_bsd”等
标记。
callw putx调用putx函数，在屏幕上打印：“Fx XXX”。其中XXX为DOS”、“Linux”、
“FreeBSD”或“BSD”等。
main.5:
incw %dx # Next item
addb $0x10,%bl # Next entry
jnc main.3 # Till done
遍历磁盘分区的举代号dx加1，重复下一轮循环查找。bl加上0x10(0x10=16)表示寻址到下
一个分区信息（加16字节）入口。循环直到255字节边界。
#
# Passed a 256 byte boundary..
# table is finished.
# Add one to the drive number and check it is valid,
#
popw %ax # Drive number
subb $0x80-0x1,%al # Does next
cmpb NHRDRV,%al # drive exist? (from BIOS?)
jb main.6 # Yes
“popw %ax”把上面压入堆栈的bx（当前的启动扇区）值弹出到ax中。例如，如果计算机是从软盘
启动的则dl=0，若是从IDE的C、D盘启动的则dl分别为 0x80和0x81。然而，FreeBSD的Boot Manerger不能够
安装到软盘上，所以，dl只能为0x80、0x81，0x82...等。
在计算机的BIOS地址0:0x475处存放的是计算机的硬盘的数目，“subb $0x80-0x1,%al”一句等于“sub
$0x79,%al”，例如，即当前驱动器如果是C盘，则al的值是ox80-0x79=1，然后再与计算机的硬盘的数目比
较，如果当前所在硬盘不是最后一个硬盘，则直接跳转到main.6。如果当前所在硬盘是最后一个硬盘，则继
续执行。
# If not then if there is only one drive,
# Don't display drive as an option.
#
decw %ax # Already drive 0?
jz main.7 # Yes
如果只有一个硬盘，则直接跳转到main.7，这样，本计算机只有一个硬盘，所以不用显示其他
磁盘相关的提示。
# If it was illegal or we cycled through them,
# then go back to drive 0.
#
xorb %al,%al # Drive 0
下面的内容表示多于一个磁盘的情况。此时“al”清0，与磁盘列举相关。
#
# Whatever drive we selected, make it an ascii digit and save it back
# to the "next drive" location in the loaded block in case we
# want to save it for next time.
# This also is part of the printed drive string so add 0x80 to indicate
# end of string.
#
main.6:
addb $'0'|0x80,%al # Save next
movb %al,_NXTDRV(%bp) # drive number
movw $drive,%di # Display
callw putx # item
首先，在_NXTDR(%bp)处置入“0字符高位置1”的字符，以代表第二个驱动器，
然后在屏幕上显示“Fx Drive”，表示更换另外的磁盘启动。注意， 在调用
putx之前，di中保存的是下面字串“Drive ”的首地址。dl中存放的是当前
遍历的到的可启动的或者合法的分区类型递增序数，al与dl是不同的，al是ASCII码，
dl是“Fx”中的x值。
#
# Now that we've printed the drive (if we needed to), display a prompt.
# Get ready for the input byt noting the time.
#
main.7:
movw $prompt,%si # Display
callw putstr # prompt
movb _OPT(%bp),%dl # Display
decw %si # default
callw putkey # key
xorb %ah,%ah # BIOS: Get
int $0x1a # system time
movw %dx,%di # Ticks when
addw _TICKS(%bp),%di # timeout
上面的代码首先在屏幕上打印出字符串“Default: ”，缺省启动的磁 盘号放在
“_OPT(%bp)”中，这里有个小小的技巧，在执行“decw %si”和“callw putkey”
两句后屏幕会显示“Fx”,x是_OPT(%bp)的ASCII。
然后取得当前的tickes放到%di中，等待用户按键超时的时间从_TICKS(%bp)中取出，
加到当前的tickes即是最后超时时间到的tickes。
#
# Busy loop, looking for keystrokes but
# keeping one eye on the time.
#
main.8:
movb $0x1,%ah # BIOS: Check
int $0x16 # for keypress
jnz main.11 # Have one
xorb %ah,%ah # BIOS: Get
int $0x1a # system time
cmpw %di,%dx # Timeout?
jb main.8 # No
等待用户按下“Fx”键，同时检查当前等待是否超时，如果有用户按键则跳转到main.11，
如果超时时间不到则继续等待。
#
# If timed out or defaulting, come here.
#
main.9:
movb _OPT(%bp),%al # Load default
jmp main.12 # Join common code
超时时间到，此时表示用户使用缺省分区启动，把缺省的启动分区号置入al中，然后跳转
到main.12。
#
# User's last try was bad, beep in displeasure.
# Since nothing was printed, just continue on as if the user
# hadn't done anything. This gives the effect of the user getting a beep
# for all bad keystrokes but no action until either the timeout
# occurs or the user hits a good key.
#
main.10:
movb $0x7,%al # Signal
callw putchr # error
用户输入错误，只是响铃提示，其他什么也不发生。
#
# Get the keystroke.
#
main.11:
xorb %ah,%ah # BIOS: Get
int $0x16 # keypress
movb %ah,%al # Scan code
用户按下了一个键，把键值扫描码放到al中。
#
# If it's CR act as if timed out.
#
cmpb $KEY_ENTER,%al # Enter pressed?
je main.9 # Yes
如果用户按下“Enter”键，和超时等同处理，这样，就启动缺省的boot分区。
#
# Otherwise check if legal
# If not ask again.
#
subb $KEY_F1,%al # Less F1 scan code
cmpb $0x4,%al # F1..F5?
jna main.12 # Yes
subb $(KEY_1 - KEY_F1),%al # Less #1 scan code
cmpb $0x4,%al # #1..#5?
ja main.10 # No
如果是除“Enter”键外其他的键，则检查是不是F1...F5键，如果不是，
表示输入不合法，跳回到main.10处理。
#
# We have a selection.
# but if it's a bad selection go back to complain.
# The bits in MNUOPT were set when the options were printed.
# Anything not printed is not an option.
#
main.12:
cbtw # Option
btw %ax,_MNUOPT(%bp) # enabled?
jnc main.10 # No
如果是F1...F5键，则检查是否在我们提示的范围内，其中，_MNUOPT(%bp)的相应
bit位为1，表示是一个合法的选项，如果不是，跳回到 main.10处理。
#
# Save the info in the original tables
# for rewriting to the disk.
#
movb %al,_OPT(%bp) # Save option
把我们按下的F1...F5键保存到_OPT(%bp)位置。
movw $FAKE,%si # Partition for write
movb (%si),%dl # Drive number
把原来的启动分区代码取回到dl中。
movw %si,%bx # Partition for read
cmpb $0x4,%al # F5 pressed?
pushf # Save
je main.13 # Yes
如果我们按下的是F5键则直接跳转到main.13处理。
shlb $0x4,%al # Point to
addw $partbl,%ax # selected
xchgw %bx,%ax # partition
movb $0x80,(%bx) # Flag active
上面，我们从按键Fx选择中得到图(三)中的我们选择的四个分区信息中的某一分区信息，
上面计算出的bx为我们选择的分区信息的首地址，我们把此选择到的分区信息的第一个
个字节置为0x80表示它是当前的活动分区。
#
# If not asked to do a write-back (flags 0x40) don't do one.
#
main.13:
pushw %bx # Save
testb $0x40,_FLAGS(%bp) # No updates?
jnz main.14 # Yes
movw $start,%bx # Data to write
movb $0x3,%ah # Write sector
callw intx13 # to disk
检查回写标志_FLAGS(%bp)的bit位0x40为，如果设置的是可回写，则把当前选择到的boot
分区作为下次缺省的启动分区。
main.14:
popw %si # Restore
popf # Restore
#
# If going to next drive, replace drive with selected one.
# Remember to un-ascii it. Hey 0x80 is already set, cool!
#
jne main.15 # If not F5
恢复上面保存的si和标志寄存器的内容。如果不是按键F5，则直接跳转到main.15去执行。
movb _NXTDRV(%bp),%dl # Next drive
subb $'0',%dl # number
否则的话，我们选择下一个驱动器作为启动盘。
#
# load selected bootsector to the LOAD location in RAM.
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