硬盘主引导记录详解

说明：硬盘主引导记录独立于操作系统，但又和操作系统息息相关——很多时候它又是由
; 操作系统所提供的工具所生成（例外的情况是您使用了其他的分区工具，不过它又运行在
; 什么操作系统中呢？;(）。
;
; 如果您安装了Windows 98(我现在暂时不能接触95下的主引导记录，总不能用95重装我的
; 系统吧？)操作系统，那您机器上的主引导记录已经与以前的大有不同了，通过下面的分析
; 您一定能对Windows 98为什么要更改主引导记录有所了解——它已经开始支持扩展Int13h
; 了！并且这个主引导记录的编程技巧更是我们应该学习的。
;
; 主引导记录包括代码、数据两部分。它在被BIOS中断Int19h装入内存后获得控制权。数据
; 部分最重要的当然是分区表了！彻底熟悉主引导记录，可以帮助我们了解系统的引导过程,
; 处理因主引导记录损坏所造成的无法引导故障，消除引导型计算机病毒，更使我们能通过
; 修改主引导记录完成我们希望的工作：如多重引导，系统加软锁等...
;
; BIOS中断总是把主引导记录所在扇区（硬盘的0头0道1扇区）的内容（包括代码和数据）
; 装入内存0000：7C00起始的区域，然后检验该扇区内容的最后两个字节是不是“AA55”,
; 如果不是,那么对不起，Int19h将不把控制权交给主引导记录；若是，则下面的主引导记录
; 才能获得了控制权了（Int19通过跳转指令交转控制权）：
;
; 二进制形式的主引导记录：
0000:0600 33 C0 8E D0 BC 00 7C FB-50 07 50 1F FC BE 1B 7C 3.....|.P.P....|
0000:0610 BF 1B 06 50 57 B9 E5 01-F3 A4 CB BE BE 07 B1 04 ...PW...........
0000:0620 38 2C 7C 09 75 15 83 C6-10 E2 F5 CD 18 8B 14 8B 8,|.u...........
0000:0630 EE 83 C6 10 49 74 16 38-2C 74 F6 BE 10 07 4E AC ....It.8,t....N.
0000:0640 3C 00 74 FA BB 07 00 B4-0E CD 10 EB F2 89 46 25 <.t...........F%
0000:0650 96 8A 46 04 B4 06 3C 0E-74 11 B4 0B 3C 0C 74 05 ..F...<.t...<.t.
0000:0660 3A C4 75 2B 40 C6 46 25-06 75 24 BB AA 55 50 B4 :.u+@.F%.u$..UP.
0000:0670 41 CD 13 58 72 16 81 FB-55 AA 75 10 F6 C1 01 74 A..Xr...U.u....t
0000:0680 0B 8A E0 88 56 24 C7 06-A1 06 EB 1E 88 66 04 BF ....V$.......f..
0000:0690 0A 00 B8 01 02 8B DC 33-C9 83 FF 05 7F 03 8B 4E .......3.......N
0000:06A0 25 03 4E 02 CD 13 72 29-BE 2D 07 81 3E FE 7D 55 %.N...r).-..>.}U
0000:06B0 AA 74 5A 83 EF 05 7F DA-85 F6 75 83 BE 1A 07 EB .tZ.......u.....
0000:06C0 8A 98 91 52 99 03 46 08-13 56 0A E8 12 00 5A EB ...R..F..V....Z.
0000:06D0 D5 4F 74 E4 33 C0 CD 13-EB B8 00 00 80 49 12 00 .Ot.3........I..
0000:06E0 56 33 F6 56 56 52 50 06-53 51 BE 10 00 56 8B F4 V3.VVRP.SQ...V..
0000:06F0 50 52 B8 00 42 8A 56 24-CD 13 5A 58 8D 64 10 72 PR..B.V$..ZX.d.r
0000:0700 0A 40 75 01 42 80 C7 02-E2 F7 F8 5E C3 EB 74 B7 .@u.B......^..t.
0000:0710 D6 C7 F8 B1 ED CE DE D0-A7 00 BC D3 D4 D8 B2 D9 ................
0000:0720 D7 F7 CF B5 CD B3 CA B1-B3 F6 B4 ED 00 4D 69 73 .............Mis
0000:0730 73 69 6E 67 20 6F 70 65-72 61 74 69 6E 67 20 73 sing operating s
0000:0740 79 73 74 65 6D 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ystem...........
0000:0750 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0760 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0770 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0780 00 00 00 8B FC 1E 57 8B-F5 CB 00 00 00 00 00 00 ......W.........
0000:0790 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:07A0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:07B0 00 00 00 00 00 00 00 00-86 D8 00 00 00 00 80 01 ................
0000:07C0 01 00 06 3F 3F FD 3F 00-00 00 41 A0 0F 00 00 00 ...??.?...A.....
0000:07D0 01 FE 05 3F FF FE 80 A0-0F 00 C0 4F 2F 00 00 00 ...?.......O/...
0000:07E0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:07F0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 55 AA ..............U.
;
; 反汇编结果
;
; 0000:7C00～0000:7C1A：初始化各个段寄存器、堆栈指针，最后将主引导记录在内存中搬家，腾出其所占内
; 存空间以供装入分区引导记录。
0000:7C00 33C0 XOR AX,AX ;AX寄存器清0
0000:7C02 8ED0 MOV SS,AX ;SS=0
0000:7C04 BC007C MOV SP,7C00 ;装填栈指针——SS:SP=0000:7C00
0000:7C07 FB STI 开中断(装填栈指针时为避免硬件中断引起栈混乱应关中断)
0000:7C08 50 PUSH AX
0000:7C09 07 POP ES 装填附加数据段寄存器ES=0
0000:7C0A 50 PUSH AX
0000:7C0B 1F POP DS 装填数据段寄存器DS=0
0000:7C0C FC CLD 规定其后的串操作为正向串操作
0000:7C0D BE1B7C MOV SI,7C1B ;源指针
0000:7C10 BF1B06 MOV DI,061B ;目的指针
0000:7C13 50 PUSH AX
0000:7C14 57 PUSH DI 看看0000:7C1A——构造一个跳转
0000:7C15 B9E501 MOV CX,01E5 ;
0000:7C18 F3 REPZ ;
0000:7C19 A4 MOVSB 0000:7C1B起始的CX字节传送至0000:061B起始的区域
0000:7C1A CB RETF ;跳转到0000:061B(这是一种技巧跳转)
;
; 为直观起见，下面的地址按实际运行时的地址给出。
; 0000:061B～0000:062B：对分区表进行初步检验，一旦检测到某分区表项状态字节大于等于80h，就通过（当
; 然，在此之前如果检测到某项分区表的状态字节小于80h，就转错误处理。当然，如果四个分区项的状态字节
; 都为零，主引导记录就会调用BIOS-ROM的INT 18h，显示"PRESS A KEY TO REBOOT"信息等待你的操作。
0000:061B BEBE07 MOV SI,07BE ;SI指向第一个分区表项，这时CX=0
0000:061E B104 MOV CL,04 ;分区表共四个表项
0000:0620 382C CMP [SI],CH ;
0000:0622 7C09 JL 062D 大于等于80h转[注意JL指令:(SF xor OF)=1则转]
0000:0624 7515 JNZ 063B 不为0则[SI]一定小于80h，只能转错误处理了！
0000:0626 83C610 ADD SI,+10 为零则检查下一表项
0000:0629 E2F5 LOOP 0620 检查下一表项
0000:062B CD18 INT 18 四表项的状态字节都为0，则系统只好调用INT 18h了!
;
; 0000:062D～0000:0639：检查剩余的分区表项——状态字节必须为零，否则显示错误信息“分区表无效”然
; 后当机！拜托，微软搞错没有，怎么用中文提示信息？真TM傻得可爱！
; 这里还有个小BUG，前面放行原则是只要状态字节大于等于80h，那么如果这个字节是诸如A0h、E5h之类数值
; 呢？嘿嘿，这个引导记录统统认为是有效的可引导分区了！
0000:062D 8B14 MOV DX,[SI] ;为读分区引导记录做准备：磁头号→DH，驱动器号→DL
0000:062F 8BEE MOV BP,SI ;SI→BP，保存可引导分区表项的指针
;
0000:0631 83C610 ADD SI,+10 其余的分区表项还要检查检查的
0000:0634 49 DEC CX
0000:0635 7416 JZ 064D CX=0则检查顺利通过，转继续
0000:0637 382C CMP [SI],CH ;
0000:0639 74F6 JZ 0631 为零，是合法表项，再查下一表项
;
; 0000:063B～0000:064B：执行错误处理——报告错误信息后当机
0000:063B BE1007 MOV SI,0710 ;错误信息字符串偏移+1→SI
0000:063E 4E DEC SI SI-1→SI
0000:063F AC LODSB SI+1→SI
0000:0640 3C00 CMP AL,00 ;
0000:0642 74FA JZ 063E AL=0则表明一条错误信息显示完毕,系统陷入一个死循环
0000:0644 BB0700 MOV BX,0007 ;字符方式显示
0000:0647 B40E MOV AH,0E ;
0000:0649 CD10 INT 10 以写电传方式显示信息(只显示一个字符)
0000:064B EBF2 JMP 063F 显示下一个字符，直到遇到提示信息结束为止
;
; 0000:064D～0000:0662：判断可引导分区的分区类型，然后转相应处理程序。
0000:064D 894625 MOV [BP+25],AX BP=指向第一个可引导分区表项的指针，这时AX=0000h
使用长度最短的指令将[BP+25]起始的两个单元清零
这两个单元将被用来存放中间变量
0000:0650 96 XCHG SI,AX ;此时SI清零的最佳指令选择(仅1字节)，将服务于0000:06B8
0000:0651 8A4604 MOV AL,[BP+04] 取分区类型(本例是“06”喽——FAT16主DOS分区)
0000:0654 B406 MOV AH,06 ;为扩展INT 13h无法使用做好更改分区类型的准备
0000:0656 3C0E CMP AL,0E ;0Eh：需要用扩展INT 13h访问的FAT16主DOS分区
0000:0658 7411 JZ 066B 0Eh类型的分区转066Bh
0000:065A B40B MOV AH,0B ;
0000:065C 3C0C CMP AL,0C ;0Ch：需要用扩展INT 13h访问的FAT32分区
0000:065E 7405 JZ 0665 0Ch类型的分区转0665h先行预处理
0000:0660 3AC4 CMP AL,AH ;0Bh：用传统INT 13h就可以访问的FAT32分区
0000:0662 752B JNZ 068F 其他类型的分区转068Fh
;
; 0000:0664～0000:06A1：根据分区类型和分区表表项内容进行读取分区引导记录前的处理工作
0000:0664 40 INC AX ★★★0Bh类型的分区由此开始处理，此条指令用意是清ZF位
0000:0665 C6462506 MOV BYTE PTR [BP+25],06 ;★★★0Ch类型的分区由此开始处理
为什么取值06，一时没有自圆我说的解释，请耐心几天吧。
0000:0669 7524 JNZ 068F 请注意上面指令对ZF位的影响：0Bh类型分区转，0Ch则不转
; 0000:066B～0000:068C这段代码仅当分区类型是0Ch、0Eh才有获得执行的机会
0000:066B BBAA55 MOV BX,55AA ;★★★0Eh类型的分区由此开始处理
0000:066E 50 PUSH AX
0000:066F B441 MOV AH,41 ;扩展INT 13h功能，检测BIOS是否已经支持扩展INT13h
0000:0671 CD13 INT 13 入口参数：BX=55AAh,DL=驱动器号,AH=41h
0000:0673 58 POP AX 执行完恢复AX为060Eh
0000:0674 7216 JB 068C 不支持则转
0000:0676 81FB55AA CMP BX,AA55 ;
0000:067A 7510 JNZ 068C 扩展INT13h不可用也转
0000:067C F6C101 TEST CL,01 ;测试扩展盘访问是否被支持
0000:067F 740B JZ 068C 不支持还转
; 因为扩展INT13h方式读盘与标准INT13h方式读盘有很大差别，所以0000:0686处指令修改其后的代码以保证按
; 照扩展读方式读分区引导扇区时能正确跳转到相应的处理程序中。
0000:0681 8AE0 MOV AH,AL ;分区类型→AH
0000:0683 885624 MOV [BP+24],DL 保存驱动器号→[BP+24]
0000:0686 C706A106EB1E MOV WORD PTR [06A1],1EEB ;修改0000:06A1处代码为"JMP 06C1"
0000:068C 886604 MOV [BP+04],AH 注意：如果扩展INT13h不能使用则A改分区类型为06，但如果
扩展INT13h能使用，则仍保持原分区类型不变
0000:068F BF0A00 MOV DI,000A ;★★★其它类型分区由此开始处理。此条指令初始化计数器
0000:0692 B80102 MOV AX,0201 ;AH：读操作，AL：读取1个扇区的内容
0000:0695 8BDC MOV BX,SP ;SP=7C00→BX，指定分区引导记录装入内存的位置偏移
0000:0697 33C9 XOR CX,CX ;CX清零
0000:0699 83FF05 CMP DI,+05 注意5 0000:069C 7F03 JG 06A1 大于则转去读由分区表指定的分区引导扇区
0000:069E 8B4E25 MOV CX,[BP+25] 小于则证明所读分区表指定的引导扇区无合法的引导记录，
改按？？？再读，毕竟多一种选择多一次机会嘛！;)
; 以下标有①②者请注意它们的地址都是一样的，就是说实际运行中只可能是二者之一，但为了分析之方便，我
; 把两者都列了出来以供对比，阅读时千万别看成是两条指令了啊！
①0000:06A1 034E02 ADD CX,[BP+02] 获取分区引导扇区所在的柱面号和物理扇区号
②0000:06A1 EB1E JMP 06C1 如果分区类型是0Ch、0Eh而且扩展读能使用则执行该指令
;
; 0000:06A4：将可引导分区的分区引导记录装入内存指定区域
; 入口参数：AH=功能号，02为读盘操作；AL=一次读取的扇区数
; ES:BX=读入内存的起始地址
; CH=10位柱面号的低8位；CL：高两位是10位柱面号的高两位，低6位是物理扇区号
; DH=磁头号；DL=驱动器号，最高位(即位7)为0是软盘，为1是硬盘
0000:06A4 CD13 INT 13 读分区引导记录到0000:7C00起始的区域
;
;
0000:06A6 7229 JB 06D1 不成功转
0000:06A8 BE2D07 MOV SI,072D ;错误信息字符串偏移→SI
0000:06AB 813EFE7D55AA CMP WORD PTR [7DFE],AA55 ;分区引导记录合法吗？
0000:06B1 745A JZ 070D 合法则转（这是主引导记录唯一的正常出口）
0000:06B3 83EF05 SUB DI,+05 不合法则为换读其他扇区做准备
0000:06B6 7FDA JG 0692 只有一次换读扇区的机会！
;
; 0000:06B8～0000:06BF：错误预处理
0000:06B8 85F6 TEST SI,SI ;测试SI值是否为0，其意义在于确定该显示哪条信息
0000:06BA 7583 JNZ 063F 不为0则转错误处理，显示“Missing operating system”
0000:06BC BE1A07 MOV SI,071A ;错误信息字符串偏移→SI
0000:06BF EB8A JMP 064B 转错误处理，显示“加载操作系统时出错”
;
; 0000:06C1～0000:06CF：整理扩展读所需入口参数，然后调用扩展读子程序
; 这段代码只有在以扩展读方式读取分区引导记录时才有机会获得执行
0000:06C1 98 CBW 转换字节AL为字AX，执行后，AX中是一次要读的扇区数
0000:06C2 91 XCHG CX,AX ;AX→CX，CX→AX，执行后，CX中是一次要读的扇区数
0000:06C3 52 PUSH DX
0000:06C4 99 CWD 将字AX转换为双字→DX,AX
0000:06C5 034608 ADD AX,[BP+08]
0000:06C8 13560A ADC DX,[BP+0A] 执行后，DX:AX=LBA绝对物理扇区号
0000:06CB E81200 CALL 06E0 调用扩展读子程序
0000:06CE 5A POP DX
0000:06CF EBD5 JMP 06A6
;
; 0000:06D1～0000:06D8分区引导记录装入失败时的处理
0000:06D1 4F DEC DI 计数器减1
0000:06D2 74E4 JZ 06B8 五次读盘均未成功则转错误处理(注意这时SI=0)
0000:06D4 33C0 XOR AX,AX ;置功能号
0000:06D6 CD13 INT 13 复位磁盘系统
0000:06D8 EBB8 JMP 0692 再读
;
;
0000:06DA 00 00 80 49 12 00 ...I..
;
; 0000:06E0～0000:070C：使用扩展INT 13h功能读取分区引导记录的子程序
; 调用时，SP=7BFE。这段程序利用压栈寄存器方式构造了一个磁盘地址包，请注意体会。另外，0000:06FC处
; 的一条指令就释放了几乎全部由本段程序占用的栈空间，构思之巧妙，绝对需要我们学习！
; 所以，分析该段程序，一个重点应放在栈的变化上。
0000:06E0 56 PUSH SI 保存SI——注意，这次压栈并不构造磁盘地址包
0000:06E1 33F6 XOR SI,SI ;清零
0000:06E3 56 PUSH SI
0000:06E4 56 PUSH SI
0000:06E5 52 PUSH DX
0000:06E6 50 PUSH AX 以上四条指令压栈的是扇区LBA号码*2
0000:06E7 06 PUSH ES 压栈内存目标缓冲区首址段址
0000:06E8 53 PUSH BX 压栈内存目标缓冲区首址偏移
0000:06E9 51 PUSH CX 压栈所读扇区数
0000:06EA BE1000 MOV SI,0010 ;注意SI的高8位对应着磁盘地址包的保留字节，必须为0
0000:06ED 56 PUSH SI 压栈磁盘地址包包长，执行完本条指令一个包已经构造完毕
0000:06EE 8BF4 MOV SI,SP ;规定磁盘地址包偏移指针，这时SP=7BEA
0000:06F0 50 PUSH AX 保存AX
0000:06F1 52 PUSH DX 保存DX
0000:06F2 B80042 MOV AX,4200 ;置扩展读功能号
0000:06F5 8A5624 MOV DL,[BP+24] 取驱动器号，参照0000:0683
; 入口参数：AH=功能号，02为读盘操作；DL=驱动器号
; DS:SI=16字节磁盘地址包——第0字节：包长度(固定为10h)；第1字节：保留，必须为0；
; 第2、3字节：所读扇区数；第4～5字节：内存目标缓冲区首址偏移；
; 第6～7字节：内存目标缓冲区首址段址；第8～15字节：扇区LBA号码
; 出口参数：成功则AH=0；错误则AH=错误代码
0000:06F8 CD13 INT 13 执行扩展读操作
0000:06FA 5A POP DX
0000:06FB 58 POP AX
0000:06FC 8D6410 LEA SP,[SI+10] 7BEA+10h=7BFA→SP（注意是取偏移而不是取单元内容）
0000:06FF 720A JB 070B 扩展读不成功转
0000:0701 40 INC AX
0000:0702 7501 JNZ 0705
0000:0704 42 INC DX AX加1溢出时（比如0FFFFh+1）DX才加1
0000:0705 80C702 ADD BH,02 ;调整BX，使偏移量增加512字节（刚好一扇区）
0000:0708 E2F7 LOOP 0701 0701～0708一段代码暂未明白其真实意图！
0000:070A F8 CLC
0000:070B 5E POP SI
0000:070C C3 RET
;
; 0000:070D：中继跳转
0000:070D EB74 JMP 0783
;
; 070F～0745是错误信息！果然是中文Windows98生成的主引导记录，所以我要特别
; “感谢”微软这个傻B，真难为它竟然用中文表述前两个信息！可惜真需显示的时
; 候鬼才能看懂是什么呢！！！我K!——耍弄我们耶！？
; 070F～0718：“分区表无效”中文信息
; 071A～072B：“加载操作系统时出错”中文信息
; 072D～0744：“Missing operating system”英文信息
0000:070F B7 .
0000:0710 D6 C7 F8 B1 ED CE DE D0-A7 00 BC D3 D4 D8 B2 D9 ................
0000:0720 D7 F7 CF B5 CD B3 CA B1-B3 F6 B4 ED 00 4D 69 73 .............Mis
0000:0730 73 69 6E 67 20 6F 70 65-72 61 74 69 6E 67 20 73 sing operating s
0000:0740 79 73 74 65 6D 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 system..........
0000:0750 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0760 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0770 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:0780 00 00 00 ...
;
; 0000:0783～0000:0789：控制权移交
0000:0783 8BFC MOV DI,SP ;
0000:0785 1E PUSH DS
0000:0786 57 PUSH DI 构造一个跳转地址
0000:0787 8BF5 MOV SI,BP ;
0000:0789 CB RETF ;交控制权给分区引导记录（0000:7C00）
;
;
0000:078A 00 00 00 00 00 00 ......
0000:0790 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:07A0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
;
; 07B8～07BB四个字节的内容用于什么呢？（不同机器此四字节均不同）
; 07BE～07FD为分区表，内含四个分区表项(每表项10h字节)
0000:07B0 00 00 00 00 00 00 00 00-86 D8 00 00 00 00 80 01 ................
0000:07C0 01 00 06 3F 3F FD 3F 00-00 00 41 A0 0F 00 00 00 ...??.?...A.....
0000:07D0 01 FE 05 3F FF FE 80 A0-0F 00 C0 4F 2F 00 00 00 ...?.......O/...
0000:07E0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 ................
0000:07F0 00 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 55 AA ..............U.