UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA INFORME FINAL TRABAJO DE INVESTIGACION

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL INFORME FINAL TRABAJO DE INVESTIGACION ANALISIS DE LOS DISPOSITIVOS DE ARRANQUE DE LA PC RESPONSABLE : DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INFORMATICA EJECUTORES : INGº JORGE L. SANDOVAL RIVERA INGº PEDRO A. CRIOLLO GONZALES PIURA, abril del 2007

2 INDICE pág Resumen... i Introducción... ii Materiales y métodos... iii Resultados y discusión... iv Conclusiones y recomendaciones... v Esquema del contenido 1. MARCO TEORICO El lenguaje de máquina El lenguaje ensamblador Los registros Las interrupciones BIOS Los vectores de interrupción El MBR y el BOOT El MBR El BOOT ANALISIS DE LOS PROGRAMAS DE ARRANQUE Disco fijo Disquete Pendrive CD IMPLEMENTACION DE LA PLATAFORMA Análisis y requerimientos del programa Diseño del algoritmo Codificación del programa EL PROGRAMA DE ARRANQUE Requerimientos y diseño del algoritmo Codificación del programa Ejecución y prueba Bibliografía Anexos Código de máquina del sector MBR de un disco duro... 34

3 Código de máquina del sector BOOT de un disco duro Código de máquina del sector BOOT de un disquete Código de máquina del sector BOOT de un CD RESUMEN El presente trabajo pretende realizar un estudio de los diferentes dispositivos de arranque de una PC para formar una idea del proceso de carga de los sistemas operativos, en este caso Windows Una de las primeras cosas que se hizo fue una recopilación bibliográfica de los temas que son la base para comprender y realizar el análisis de la forma como se realiza el proceso de arranque de las PCs, así como el estudio de los programas de arranque de los diferentes dispositivos de inicio. Temas como por ejemplo lenguaje de máquina, lenguaje ensamblador, registros, interrupciones, etc. Una vez formada la base teórica se procedió a estudiar los programas de arranque que contiene un disco duro, un disquete, un pendrive y un CD, analizando también las diferentes estructuras de datos que estos contienen y que el BIOS utiliza para poder manejar estos dispositivos.. Después se procedió a diseñar y codificar programas de arranque equivalentes para cada uno de los dispositivos de arranque: Uno que contenía las instrucciones de carga del programa autosuficiente y el otro que contenía al programa en si. Luego se realizaron las pruebas de rigor para comprobar y demostrar el buen funcionamiento de los programa de arranque desarrollados, realizando las correcciones del caso cuando se detectaron fallas en el mismo.

4 INTRODUCCION Es muy común trabajar con programas gestores de arranque múltiple que permiten seleccionar, mediante un menú, el sistema operativo con el que se desea iniciar. Lo normal es tratar con arranque dual (Linux - Windows, por ejemplo) pero en realidad se puede tener, en teoría, hasta cuatro sistemas operativos. Así mismo, frecuentemente la mayoría de personas vemos la carga de un sistema operativo como un proceso transparente (lo cual debe ser así) sin detenernos a pensar cómo se realiza éste. Pero nos causa admiración y sorpresa cuando la carga se realiza desde un CD o desde un PenDrive (arranque en vivo), ya que estamos acostumbrados primero a instalar en el disco duro el sistema operativo y luego arrancar con él. Cómo se puede iniciar un SO desde un CD o desde un PenDrive? Otros de las cosas que nos causan sorpresas son los virus que se instalan el MBR o en el BOOT de los dispositivos de almacenamiento (disquete, disco duro, PenDrive, CD, etc.) los cuales luego de alojarse (cargarse) en memoria empiezan a causar una serie de problemas en la computadora en incluso hasta la pérdida de información. Pero cómo funciona un virus, cómo es que llega a tener el control de nuestra computadora? Todos estos procesos, por mencionar algunos, tienen algo en común: El programa de arranque que se encuentra en el primer sector físico del dispositivo de almacenamiento. El presente trabajo realizará un estudio de cómo se lleva a cabo el proceso de arranque de una PC desde los diferentes dispositivos de almacenamiento, con los que puede iniciar, como por ejemplo disquete, disco duro, CD y PenDrive.

5 MATERIALES Y METODOS MATERIALES Computadora Pentium IV Windows XP Turbo Assembler FlexFEX MagicISO Office 2000 Impresora Útiles de Oficina METODO Se ha empleado el método de investigación analítico deductivo. Primero se realizó una recopilación de información para aclarar conceptos básicos como código de máquina, sector de arranque, registro maestro de arranque, etc. Luego, se realizó el análisis del proceso de arranque de los diferentes dispositivos de inicio de la PC para estudiar los algoritmos de los programas que se encuentran en los sectores de inicio de dichos dispositivos. Por último, el fin de toda investigación, la comprobación de todo lo investigado y analizado, mediante la implementación de los programas en cuestión.

6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones: Es posible personalizar los programas de arranque de los diferentes dispositivos de inicio de las PC. Se puede ejecutar software de manera independiente de un sistema operativo. Un disco duro puede tener mas de 4 sistemas operativos diferentes con lo cuales se pueda iniciar. Es sencillo implementar imágenes de disquetes y emularlas en un CD. Es posible la implementación de un mini sistema operativo. Es factible crear nuestros propios menús de arranque que nos permitan elegir el sistema operativo a cargar Recomendaciones: Implementar un mini sistema operativo que pueda arrancar desde cualquier dispositivo de inicio Implementar programas autosuficientes que puedan manejar memoria por arriba del 1Mb en modo protegido Implementar un programa autosuficiente que muestre una interfaz grafica. Estudiar con mayor profundidad el arranque en vivo de los CDs.

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8 I MARCO TEORICO 1.1. El lenguaje de máquina. Una computadora es un sistema digital conformada por un conjunto de módulos de hardware interconectados que realizan una tarea especifica. Los módulos se construyen a partir de componentes digitales tales como registros, decodificadores, elementos aritméticos y otros componentes que realizan el control de las operaciones internas (micro-operaciones). Estos componentes digitales sólo operan con señales digitales (0=OFF y 1=ON) Uno de estos módulos de hardware es el procesador. El procesador ha sido diseñado para que cuando llegue a sus entradas (pines) un conjunto de señales digitales (ristra de ceros y unos) realice una tarea específica. Por ejemplo, podría ser el caso que, al llegar la ristra realicen una suma, de llegar efectúen una división o quizá una multiplicación, el hecho es que, dependiendo del diseño del procesador para una ristra especifica de ceros y unos ejecute una determinada instrucción perteneciente a un conjunto ya definido. Este conjunto de instrucciones conforman un lenguaje conocido como lenguaje de máquina y no es otra cosa que un conjunto de órdenes elementales y básicas que el procesador puede comprender, traducir y ejecutar. Por ejemplo para el procesador 8086/8088, padre de los procesadores modernos la ristra le indica que debe de sumar 5 al contenido de la dirección de memoria Como podemos apreciar esta ristra, siendo tan solo una instrucción, es demasiado larga para poderla representar en cualquier tipo documentación, imaginemos como se representaría un programa completo. Por eso es preferible utilizar el sistema de numeración hexadecimal donde 4 dígitos binarios se pueden representar con sólo un dígito hexadecimal. Por lo tanto, la ristra anterior se puede representar como h. Si bien es cierto, se ha simplificado la forma de representar una instrucción, esto no ha resuelto por completo nuestros problemas. Por ejemplo, ahora tratemos de 1

9 entender el siguiente programa: B BC8 33D2 011C 41 EBF4 Para poder decodificar este conjunto de instrucciones necesitaríamos una serie de tablas para hallar la instrucción equivalente al código en cuestión. Felizmente existe un lenguaje semejante pero más entendible para los humanos El lenguaje ensamblador Es el mismo conjunto de instrucciones que el procesador puede directamente traducir y ejecutar pero representados por abreviaturas como por ejemplo: Mov para transferencia de datos, Add para sumar, Inc para incrementar en uno, Jmp para realizar un salto. Como es obvio, un programa definido con este grupo de instrucciones no podrá ser ejecutado directamente por el procesador porque no podría traducirlo debido a que sólo entiende de ceros y unos. Por lo tanto, es necesario un programa que realice este proceso, es decir la conversión de las abreviaturas o texto a ceros y unos. A este tipo de programas se le conoce también con el nombre de Ensambladores. El programa equivalente al código definido en la parte superior es el siguiente: Mov ax,1234 Mov cx,ax Xor dx,dx Add [si],bx Inc cx Jmp

10 Como se puede apreciar es mas fácil programar haciendo uso de las abreviaturas que tener que recordar el código en binario o en hexadecimal de las instrucciones del programa. Dentro del programa también podemos apreciar elementos como ax, cx, dx y si dichos elementos son los registros del procesador de los cuales hablaremos a continuación Los registros Los registros vienen a ser la memoria interna del procesador los cuales le permiten almacenar datos, realizar operaciones aritméticas y lógicas, transferencia de datos, etc. Los registros de 16 bits del 8086/8088 son los siguientes: AX SI CS IP BX DI DS F CX BP ES DX SP SS Hay registros de propósito general como AX, BX, CX y DX que se utilizan para almacenar datos temporales pero a la vez cumplen una función especifica como es el caso de AX (acumulador) y DX donde se almacenan los resultados de las multiplicaciones y divisiones Registros de segmento como CS, DS, ES y SS que contienen la dirección de comienzo de ciertos segmentos de memoria. CS contiene la dirección de memoria de la instrucción que se va a ejecutar y SS el área de la pila. Los registros SI, DI, BP y SP se utilizan como punteros para hacer referencia a un byte específico de memoria direccionada con alguno de los registros de segmento. Por último, IP junto con CS determinan la dirección completa de la instrucción que se va a ejecutar En el caso de procesadores de 32 bits como el y superiores, todos los nombres de los registros a excepción de CS, DS, ES, SS e IP son precedidos por una E para indicar que son de 32 bits, así por ejemplo AX pasa a llamarse EAX, DX pasa a ser EDX y así sucesivamente. 3

11 1.2. Las interrupciones BIOS. Las interrupciones permiten al procesador suspender cualquier función que esté realizando y cambiar a otra, en respuesta a algún evento que provoque la interrupción tal como pulsar una tecla, mover el mouse, al llegar un byte al puerto serial o a la tarjeta de red, etc. Esencialmente existen tres clases de interrupciones. La primera, que procede de otro lugar de la circuitería del procesador pidiendo la atención del procesador, llamada interrupción de hardware, por ejemplo al hacer clic con el mouse. La segunda llamada interrupción de excepción que es generada por el procesador cuando se encuentra con una instrucción que no la puede traducir y ejecutar y por último, la tercera denominada interrupción de software que en realidad no interrumpe nada, ya que es invocada desde el mismo software es decir desde un programa que se está ejecutando. Todas las interrupciones necesitan de una rutina que se encargue de procesar la solicitud de dicha interrupción, por ejemplo cuando se presiona una tecla, el procesador debe dejar de ejecutar las instrucciones en curso para atender dicha interrupción y procesar, en este caso, la tecla que se ha presionado (generar el código de exploración respectivo). Dichas rutinas pueden encontrase en la memoria RAM escritas y cargadas por el programador o en memoria ROM desarrolladas por el fabricante de la memoria. Al grupo de rutinas procesadoras de interrupciones que vienen en la memoria ROM se les conoce como ROM BIOS y en su conjunto conforma un Sistema Básico de Entrada y Salida (Basic Input Output System). Es decir que todas las computadoras vienen con un conjunto de instrucciones (rutinas básicas) para realizar cualquier proceso de entrada (teclado) y salida (pantalla). Cada vez que se desee realizar una salida por pantalla se puede utilizar la interrupción 10h (INT 10h), si se desea procesar alguna tecla presionada se utiliza la interrupción 16h (INT 16h) y para acceder (leer o escribir) a cualquier unidad de almacenamiento (disquete o disco fijo) se utiliza la interrupción 13h 4

12 (INT 13h). éstas son sólo algunas de las interrupciones pero hay otras como por ejemplo la interrupción 08 que es invocada 18 veces por segundo, la interrupción 0Dh generada por la impresora cuando requiere la atención del procesador y muchas más. Ahora si bien es cierto que al procesador se le informa del número de interrupción que se ha generado, la pregunta es como sabe éste donde se encuentra (dirección de memoria) la respectiva rutina que se encargará de procesar a dicha interrupción, la respuesta es, a través de los vectores de interrupción Los vectores de interrupción. Los vectores de interrupción son punteros que señalan la dirección de memoria de la rutina que procesará la interrupción. Son locaciones adyacentes de memoria ubicadas en la parte baja de ésta e inician en el primer byte físico de la memoria, es decir segmento 0, desplazamiento 0 (0000:0000). Cada vector de interrupción tiene un tamaño de 4 bytes, en donde los dos primeros contienen el desplazamiento y los dos siguientes el segmento de memoria, en su conjunto la dirección completa de memoria de la rutina de la interrupción. Por consiguiente lo que tiene que hacer el procesador para obtener la dirección de la rutina de la interrupción y ejecutarla es multiplicar por 4 el número de interrupción con lo cual se obtiene el desplazamiento del vector de interrupción luego toman los 2 primeros bytes y los asigna al registro IP: puntero de instrucción; luego toman los dos bytes siguientes y los asignan al registro CS: segmento de código, como ya sabemos estos dos registros siempre apuntan a la siguiente instrucción a ejecutar. Esto iniciará la ejecución de la rutina de la interrupción, instrucción por instrucción hasta que encuentre la instrucción IRET que le indicará al procesador el final de la interrupción y por lo tanto, debe retornar y continuar ejecutando las instrucciones que fueron interrumpidas. Antes de iniciar la rutina de la interrupción el procesador guarda la dirección de retorno en la pila apuntada por SS:SP, de esta manera sabe a donde debe regresar. 5

13 1.3. El MBR y el BOOT Cuando se enciende una computadora, ésta se chequea a sí misma para asegurarse de que todo está trabajando correctamente. Esto se llama "Power on self test" POST o autocomprobación de arranque. Luego un programa que se llama bootstrap loader (cargador de inicio) que está en la ROM BIOS, busca el primer sector físico del dispositivo de arranque (Disquete, disco duro, CD, PenDrive, etc.), transfiere su contenido a memoria en la dirección 0000:7C00 y comprueba que contenga un programa de arranque. Esto lo realiza mediante el examen de los dos últimos bytes del sector en busca de una señal (55h y AAh) de no encontrarla, el BIOS asume que el dispositivo no es arrancable. El programa de arranque tiene que ser corto porque el tamaño del sector es de sólo 512 bytes y tiene por función cargar y transferir el control al código almacenado en los otros sectores del dispositivo. Si el dispositivo de arranque es un disco duro el primer sector físico toma el nombre de MBR (Master Boot Record). En este sector además de un programa de arranque se encuentra la tabla de particiones. El programa de arranque del MBR, a su vez, carga otro sector llamado BOOT que transfiere el núcleo del sistema operativo correspondiente de algún lugar del dispositivo. En el caso de otro dispositivo (disquete, CD, PenDrive, etc.) el sector de arranque es un sector BOOT, es decir que no puede existir, teóricamente, dos o más Sistemas Operativos en este tipo de dispositivos El MBR Debido a que la capacidad de almacenamiento de un disco duro es relativamente grande, éste puede ser dividido en varias partes (hasta 4) llamadas particiones lógicas a las cuales se puede acceder en forma separada. Cada partición tiene su propio sector BOOT y sistema operativo. Todo disco duro tiene en su primer sector físico (sector 1, cilindro 0 cabeza 0) un programa de arranque y una tabla llamada tabla de particiones. En dicha tabla se encuentra información de cada una de las particiones 6

14 existentes, como el tipo de sistema operativo que contiene, ubicación y longitud de la partición, si la partición es arrancable, etc. La siguiente tabla muestra el formato de una entrada de partición de un disco duro. La tabla consta de entradas de 16 bytes, comenzando en el desplazamiento 1BEh del MBR. POSICIÓN TAMAÑO DESCRIPCIÓN 00h 1 byte Indicador de arranque (80h=con arranque, 0=sin arranque) 01h 1 byte Nro de cbza inicial 02h 2 bytes Nro de cilindro inicial (10 bits) y Nro de sector (6 bits) 04h 1 byte Indicador de sistema operativo (por ejemplo FAT32 = 0C, NTFS = 07) 05h 1 byte Nro de cbza final 06h 2 bytes Nro de cilindro final y sector 08h 4 bytes Sector inicial (relativo al comienzo del disco) 0Ch 4 bytes Nro de sectores en la partición El programa de arranque del MBR examina la tabla de particiones para determinar cuál de las particiones es arrancable y luego carga el sector BOOT de la partición en la memoria. Este sector BOOT tiene, a su vez, un programa que lee el núcleo del sistema operativo desde el disco a la memoria y le transfiere el control. Como conclusión, si se tuviera un disco duro con dos o más particiones y éstas a su vez con sistemas operativos diferentes y se deseara tener un menú que permita elegir el SO de arranque, sólo se tendría que cambiar el programa de arranque del MBR por otro que muestre dicho menú, permita al usuario elegir el SO y luego busque en la tabla de particiones la entrada de la partición que contiene información del SO elegido. Después obtener la ubicación física (sector, cilindro y cabeza) del sector BOOT de la partición transferirlo a memoria y finalmente darle el control. 7

15 El BOOT Consiste en un programa corto en lenguaje de máquina que inicia el proceso de carga del sistema operativo correspondiente en la memoria. Cada sistema operativo tiene su propio programa de arranque y su propia estructura de datos. En el presente estudio se hará referencia al sistema operativo MSDOS y WINDOWS. Dentro de los 512 bytes del sector BOOT a partir del desplazamiento 03h hay 59 bytes de datos que conforman el bloque de parámetros del BIOS. Estos parámetros son utilizados por el programa de arranque para ubicar el sector físico donde se encuentra el núcleo del sistema operativo. Los parámetros del BIOS tienen el siguiente formato: POSICIÓN TAMAÑO DESCRIPCIÓN 03h 8 bytes Indicador del sistema 0Bh 2 bytes Nro de bytes por sector 0Dh 1 byte Nro de sectores por cluster 0Eh 2 bytes Nro de sectores en el área reservada 10h 1 byte Nro de copias de la FAT 11h 2 bytes Nro de entradas del directorio raíz 13h 2 bytes Nro total de sectores 15h 1 byte Descriptor de media 16h 2 bytes Nro de sectores por FAT 18h 2 bytes Nro de sectores por pista 1Ah 2 bytes Nro de cabezas (caras) 1Ch 4 bytes Nro de sectores ocultos 20h 4 bytes Nro total de sectores (si el campo en la posición 13h contiene 0) 24h 1 byte Nro de unidad física 25h 1 byte (Reservado) 26h 1 byte Byte de identificación 27h 4 byte Nro de serie del volumen 2Bh 11 bytes etiqueta de volumen 36h 8 bytes (Reservado) 8

16 II ANALISIS DE LOS PROGRAMAS DE ARRANQUE Como ya se ha mencionado, el presente estudio se hará en base a los sistemas operativos MSDOS y WINDOWS, aunque al final es indiferente el sistema operativo a estudiar. En todos los casos se supone que ya fue cargado el sector de arranque del dispositivo en cuestión en la dirección de memoria 0000:7C00, los diferentes códigos de los sectores de arranque se pueden apreciar y estudiar en anexos Disco fijo Como ya se menciono, el primer sector físico de un disco duro se conoce como Master Boot Record (Registro Maestro de Arranque) o MBR y a continuación haremos un resumen del programa de arranque. Los primeros 300 bytes (de 7C00h a 7D2Bh) de este sector de 512 bytes, son código ejecutable y los siguientes 92 bytes (7D2Ch a 7D87h) contienen los mensajes de error. Los 64 bytes siguientes contienen las 4 entradas de 16 bytes de la tabla de particiones (7DBEh a 7DFDh). El sector acaba con la firma AA55h que permite identificar al sector como del sistema. La primera parte del código (hasta 7C0B) establece que SS:SP = 0000:7C00, y que DS=ES=AX=0, luego copia 485 (1E5h) bytes del código del MBR desde la dirección 0000:7C1B a la dirección 0000:061B y salta a esa dirección de memoria para continuar ejecutando el código. La siguiente parte en 7C1B hace que BP apunte a la primera entrada de la tabla de particiones comparando el primer byte de cada entrada con 0 para determinar si esa partición es la activa (80h = activa, 00h = no activa). Si después de revisar las 4 particiones no encuentra una activa (7C20 a 7C2A) ejecuta la INT 18h (reiniciar sistema) y si la encuentra revisa el resto de entradas para comprobar que no exista otra partición activa (7C30 a 7C38), de ser así imprime el mensaje de error Tabla de particiones no valida y entra en un bucle infinito (7C3D-7C4D). Esta rutina recibe como parámetro en AL el desplazamiento del primer caracter a imprimir 9

17 De estar todo conforme se invoca a un procedimiento que se encuentra en la dirección 7C9B. Este procedimiento llama al servicio 08 de la INT 13h para determinar los parámetros del disco y calcular el máximo número de sectores que puede leer con el servicio 02 de la INT 13h. Si éste es mayor que el numero de del sector BOOT de la partición entonces se procede a leer (7CCA a 7CE4) usando el servicio 02 hacia la dirección 0000:7C00, en caso contrario se comprueba la existencia de las extensiones de la INT 13h (7CE6 a 7D17), en cualquiera de los casos se retorna del procedimiento y luego se comprueba si no se ha generado error al cargar el sector BOOT, de ser así se verifica la marca 55AA del sector (7C81 a 7C87) y por ultimo se le da el control al código del sector BOOT (7C94 a 7C9A), caso contrario se invoca a la rutina de impresión (7C69) para que imprima Error al cargar el sistema operativo Una vez cargado el sector BOOT el proceso es el siguiente: la primera instrucción es un salto a 7C54 porque desde 7C03 a 7C53 se encuentran los parámetros del BIOS. De 7C54 a 7C60 se establece SS:SP=0000:7C00 y DS=07C0, luego se llama un procedimiento que obtiene los parámetros del disco (7C7B a 7CA9) y calcula el numero total de sectores que se puede leer con el servicio 02 de la INT 13h. Este valor queda en el registro EAX y lo almacena en 07C0:0020 = 0000:7C20, a continuación se establece ES:BX=0D00:0000 como buffer y se llama al procedimiento que carga el núcleo del sistema operativo para luego saltar a la dirección de memoria 0D00:026A mediante un retorno lejano e iniciar la ejecución del núcleo del sistema operativo. El procedimiento que carga el núcleo verifica si el sector donde inicia el núcleo puede ser leído con el servicio 02, en este caso lo lee usando dicho servicio en caso contrario llama a una rutina (7CAA a 7CC6) que comprueba la presencia de la extensión de la INT 13h, de existir carga los sectores del núcleo mediante el servicio 42h y de no existir llama a la rutina de impresión para que imprima los mensajes Error de lectura del disco y Presione Ctrl.+Alt+Supr para reiniciar y luego entra en un bucle infinito (7D6E). La rutina de impresión se encuentra a partir de la dirección 7D70 y tiene como parámetro AL que contiene el desplazamiento menos 100h del mensaje de error Disquete 10

18 Hay cierto parecido entre el programa de arranque del disquete con el del disco duro. Aquí también la primera instrucción es un salto a 7C3E porque desde 7C03 a 7C3D se encuentran los parámetros BIOS. Con 7C3E a 7C347 se logra que SS:SP=0000:7BFC y que ES=SS=0000. La siguiente instrucción (7C4A) obtiene el vector de interrupción 1Eh, el cual señala a la tabla de parámetros del disquete, luego se redirecciona este vector hacia 0000:0522 y se copia la tabla de parámetros hacia esa dirección (7C51 a 7C5E). Después se hace que DS=ES=0000 y BP=7C00 y luego procede a determinar el numero de sector del área del directorio raíz (7C93 a 7CC3), para ello obtiene del área de parámetros BIOS el numero de copias por FAT (7C93) lo multiplica por el numero de sectores por FAT (7C97) y le suma el numero de sectores ocultos (7C9A a 7CA3). Después obtiene el número de entradas del directorio raíz (7CA5), lo multiplica por el número de bytes por entrada (7CB2) y lo divide entre el número de bytes por sector (7CBA) con lo que obtiene el número de sectores del directorio raíz. A esto le suma el calculo anterior (sectores ocultos + sectores por FAT) con lo obtiene el numero de sector del área de datos. Luego se invoca a una rutina que se encarga de leer sectores del disquete. Esta rutina (7D37 a 7D7E) tiene como parámetros el número de sector lógico, lo convierte a cabeza, pista y sector y efectúa la lectura usando como buffer la dirección 0000:0700. De generarse un error en el momento de leer el disquete se imprime el mensaje Disk I/O error Se lee el primer sector del directorio raíz y se busca la entrada que contenga la cadena IO.SYS, de no encontrarla en ese sector procede a leer el siguiente sector y de no encontrar dicha cadena imprime el mensaje Invalid system disk. Cuando se encuentra la cadena en la entrada se obtiene el numero de cluster del archivo IO.SYS se convierte a sector físico y se procede a leerlo para finalmente darle el control al código cargado PenDrive La estructura de datos y el programa de arranque del sector BOOT del pendrive es prácticamente la misma que la de un disquete. Lo unico diferente son los valores de los parámetros del BIOS. 11

19 2.4. CD El sector de arranque que vamos a describir es el de un CD de instalación de Windows XP. Cabes mencionar que en este caso el sector de arranque tiene un tamaño de 2048 bytes, no contiene un área para los parámetros del BIOS y en la dirección 7D8A se encuentran los mensajes de error. Los primeros bytes del código establecen (hasta 7C0B) que SS:SP=0000:7C00 y que DS=CS, luego se obtiene el desplazamiento de la instrucción actual (7C0E a 7C11) para determinar el valor del segmento de carga. Si el desplazamiento (SI) es 0000h se procederá a comprobar si el segmento (CS) es 07C0h, de no ser así, se imprimirá el mensaje CDBOOT: Cannot boot from CD Code: 2. Si el desplazamiento es 0000 pasará a comprobar si el segmento es 07C0h, de no serlo se imprimirá el mensaje CDBOOT: Cannot boot from CD Code: 3, pero en cualquiera de los dos casos, de no haber error, se saltara a la dirección de memoria 07C0:0037 que es equivalente a la dirección 0000:7C37. En 7C37 se asigna a DS, CS y se verifica (7C51) si está presente la marca que identifica a los sectores del sistema: 55AA, de no encontrarla muestra el mensaje CDBOOT: Cannot boot from CD Code: 5. Luego se procede a leer el Descriptor Principal de Volumen que se encuentra en el sector 16 (7C57 a 7C60) llamando a al procedimiento (7EBA a 7F80) cuya tarea es leer sectores mediante el servicio 42h de la INT 13h. El sector leído que contiene el descriptor es transferido a la dirección 2000:0000 y se ubica la dirección LBA (7EED) de la tabla de rutas (tabla que contiene los nombres y direcciones LBA de todos los archivos y directorios del CD). Luego se lee dicha tabla, se ubica la entrada del archivo NTDLR y se obtiene su dirección LBA. De no encontrase dicha entrada se emite el mensaje CDBOOT: Couldn t find NTDLR Si hasta este punto no se han generado errores, significará que el núcleo del sistema se ha cargado correctamente en la dirección 2000:0000. La rutina que se encarga de la impresión de los mensajes de error se encuentra en la dirección 7CD4. 12

20 III IMPLEMENTACION DE LA PLATAFORMA Iniciemos esta parte definiendo lo que consideramos una plataforma. Una plataforma viene a ser un sistema operativo o una aplicación autosuficiente (un juego, por ejemplo) que pueda operar sin el soporte de sistema operativo alguno Análisis y requerimientos del programa Analicemos primero que es lo que queremos que haga nuestro programa. Se desea un programa que permita interactuar al usuario con la computadora, algo que sea simple pero didáctico. Se ha pensado en una aplicación que permita desplazar el cursor a través de toda la pantalla dibujando durante su recorrido un carácter, por ejemplo un asterisco, además debe contar con las siguientes características: Si el cursor está en la primera columna (0) y se desplaza hacia la izquierda debe pasar a la última columna (79). Si el cursor está en la última columna y se desplaza hacia la derecha debe pasar a la primera columna. Si el cursor está en la primera fila (0) y se desplaza hacia arriba debe pasar a la última fila (24). Si el cursor está en la última fila y se desplaza hacia abajo debe pasar a la primera fila. Al presionar la tecla barra espaciadora debe desactivar el pintado del carácter y al volverla a presionar debe de activarlo nuevamente. Al presionar una de las tecla numéricas debe de cambiar el color con que será pintado el asterisco (rojo por defecto) 0-negro, 1-azul, 2-verde, 3- cian, 4-rojo, 5-magenta, 6-marrón, 7-gris 13

21 3.2. Diseño del algoritmo El algoritmo sería el siguiente: Inicializar variables: X 39 coordenada x del cursor, columna media Y 13 coordenada y del cursor, fila media Color 4 código del color rojo, color por defecto Pintar verdad pintado activado Salir falso Repetir Ir_A (x, y) posiciona el cursor en las coordenadas (x, y) Si Pintar = verdad entonces Imprimir (chr, color) Imprime carácter chr con color FinSi Repetir Otrochr falso Tecla LeerTecla() En caso que (Tecla) Espacio: Pintar No Pintar Escape: Salir verdad Otrochr verdad 0, 1, 7 : Color Valor(Tecla) FlechaArriba: Y Y 1 Si Y<0 entonces Y 24 FlechaAbajo: Y Y + 1 Si Y>79 entonces Y 0 FlechaIzquierda: X X 1 Si X<0 entonces X 79 FlechaDerecha: X X + 1 Si X>79 entonces X 0 Caso contrario Otrochr verdad FinCaso Mientras Otrochr = verdad Mientras Salir=falso 14

22 3.3. Codificación del programa En esta parte del estudio tenemos que analizar qué lenguaje de programación es el más apropiado para codificar el algoritmo anterior. Descartemos desde ya un lenguaje que utilice como plataforma Windows porque para que una aplicación de este tipo se pueda ejecutar necesita de una serie de librerías que se cargan junto con este sistema operativo. Pasemos a evaluar MSDOS, entonces mencionaremos C. Este lenguaje en la mayoría de entradas y salidas de datos hace uso de unas librerías las cuales invocan a la interrupción 21h, que es un servicio que brinda MSDOS, pero recordemos que nuestra aplicación debe ser autosuficiente e independiente de cualquier sistema operativo. Además como el programa va a necesitar variables éstas al ser reubicadas van a quedar inaccesible a la aplicación cuando ésta sea cargada y ejecutada. Por ultimo, lo que generaríamos con C es un archivo ejecutable, recordemos también, que en su modo inicial la computadora no tiene la menor idea de lo que es un archivo, sólo conoce de sectores físicos (sector, pista y cabeza) y nada más. Por lo tanto nos queda los lenguajes de bajo nivel o ensambladores pero aún así hay que hacer ciertos ajustes que detallaremos a continuación. Cuando se crea un programa ejecutable escrito con lenguaje ensamblador de 16 bits, éste puede ser de dos tipos.exe y.com. El archivo.com es una copia exacta del código de máquina (la longitud del archivo es la longitud exacta del código de maquina) pero todas las variables hacen referencia al desplazamiento 100h del segmento de datos. Esto quiere decir que si una variable se encuentra ubicada en la posición 7h en el programa, en el instante de ejecutarse se referenciará a ella como si estuviera en la posición 107h. La solución sería que en el momento de cargar el sector que contiene este programa se haga hacia la dirección de memoria cuyo desplazamiento sea 100h (cualquier segmento). También cabe mencionar que este tipo de archivo ejecutable tiene los datos, el código y la pila dentro del mismo bloque por lo que hay que asegurarse que DS (que apunta a los datos) se igual a CS (que apunta al código). 15

23 Los archivos.exe aparte de contener el código de máquina contienen 512 bytes adicionales que son utilizados por el sistema operativo para poder cargar estos archivos y establecer, por ejemplo, donde se encuentran los datos, el área de la pila en memoria, etc. en este sentido es muy parecido a los archivos ejecutables creados con C, por lo que no nos sería útil. El siguiente es el código escrito en lenguaje ensamblador y que luego de ensamblarlo generará un archivo.exe que se ejecutaría sin problemas bajo MSDOS.model small ; cuando es.exe.const scp equ 27 spc equ ' ' chr equ '*'.data x db 39 y db 13 color db 4 pintar db 0FFh.code ini: mov ax,@data mov ds,ax call limpiar ; limpia pantalla imp: mov dh,y mov dl,x call ir_axy ; posiciona cursor en x,y cmp pintar,0ffh jne otk mov bl,color ; establece el color del chr mov al,chr call impchr ; imprime asterisco * otk: mov ah,0 int 16h ; lee tecla presionada cmp al,'0' jb a00 cmp al,'7' ja a00 and al,0fh mov color,al a00: cmp al,spc ; es tecla barra espaciadora jne a01 not pintar ; conmutar variable pintar jmp otk a01: cmp al,scp ; es tecla escape? je fin ; salta a fin de programa cmp al,0 ; es tecla especial (F1, F2,...,... jne otk ; si no lo es, lee otro caracter cmp ah,50h ; es flecha abajo? jne a02 inc y cmp y,24 jle imp mov y,0 jmp imp a02: cmp ah,4bh ; es flecha izquierda? jne a03 dec x cmp x,0 jge imp mov x,79 jmp imp a03: cmp ah,4dh ; es flecha derecha? jne a04 inc x cmp x,79 jle imp mov x,0 jmp imp a04: cmp ah,48h ; es flecha arriba? jne otk dec y cmp y,0 jge a05 mov y,24 a05: jmp imp fin: mov ah,4ch int 21h ; sale a DOS Cuando MSDOS ejecuta este programa.exe hace que CS:IP apunte a la primera instrucción del programa (Mov contiene el segmento donde se encuentran los datos (x, y, color, pintar). Esto no va a ocurrir cuando cargue y ejecute nuestro programa el cargador, porque MSDOS no va estar 16

24 presente. Ahora debemos tener en cuenta dos alternativas: La primera, que la aplicación sea pequeña (como nuestro caso) menor que 512 bytes por lo que podríamos simplemente escribir el programa completo dentro del sector MBR o BOOT (según el caso) pero, teniendo en cuenta que éste será cargado en el segmento 0000h desplazamiento 7C00h (0000:7C00) y por lo tanto, todas la variables deben estar referenciadas con respecto a esa posición, como lo muestra el siguiente código..model tiny ; cuando es.com.const scp equ 27 spc equ ' ' chr equ '*'.code org 7C00h ; para que todas las variables tengan desplazamiento base 7C00h ini: push cs ; como las variables están dentro del segmento de código pop ds ; DS=CS call limpiar imp: mov dh,y mov dl,x call ir_axy cmp pintar,0ffh.. mov ah,4ch int 21h ;variables x db 39 y db 13 color db 4 pintar db 0FFh Como se aprecia en el código, ya no hay un segmento de datos (.data) porque las variables ahora se encuentran dentro del segmento de código (.code), al final, por ello se hace que DS sea igual a CS. La segunda, es que la aplicación tenga un tamaño mayor de 512 bytes, entonces se tendría que distribuir en varios sectores del disco la aplicación y la tarea del programa de arranque será leer estos sectores y luego darles el control. Aquí se tiene la ventaja que la aplicación puede ser cargada en cualquier posición de memoria como por ejemplo 0100h en el caso de.com y no hay que hacer muchos cambios al programa fuente. 17

25 IV EL PROGRAMA DE ARRANQUE Como se menciona en el capitulo anterior, si la aplicación es pequeña (< 512 bytes) ella misma puede ser el programa de arranque (ya sea en el BOOT o en el MBR) pero en caso contrario, el programa de arranque debe contar con las instrucciones necesarias para leer todos los sectores donde se encuentre la aplicación o en todo caso que lea el núcleo de la aplicación y que éste se encargue de leer el resto. En este punto es necesario hablar de una interrupción de la ROM BIOS que se utiliza para realizar la lectura de los sectores físicos de un dispositivo: la interrupción 13h. La interrupción 13h se emplea para llamar a todos los servicios de disco tales como leer, escribir, verificar, formatear, etc. sectores físicos. Cabe mencionar que el BIOS ve a las unidades de almacenamiento como un conjunto de sectores que se encuentran dentro de una pista o cilindro, a su vez, un conjunto de cilindros se encuentran dentro de una cara del disco y, por último, un dispositivo de almacenamiento consta de varias cara. Para acceder (leer, escribir, etc.) a un sector físico, se debe invocar a la INT 13h con los parámetros necesarios para que el BIOS identifique a dicho sector, es decir, el número de cabeza o cara, pista o cilindro y sector (CHS). Estos parámetros son establecidos en los registros AX, BX, CX, DX y ES antes de llamar a la interrupción 13h, tal como se muestra a continuación: AH = Número de servicio (02 para leer y 03 para escribir) AL = Número de sectores a leer CH = Contiene los 8 bits menos significativos del número de cilindro CL = Los 6 bits menos significativos es el número de sector inicial, los otros 2 bits son los 2 bits más significativos del número de cilindro (10 en total) DH = Número de cabeza DL = Número de unidad (00h = A, 01h = B, 80h = C, 81h = D.) ES:BX = Dirección de memoria hacia donde se va a transferir lo leído en el disco o lo que se va a escribir en el disco. Si nos ponemos a hacer cálculos se puede determinar que con este diseño el BIOS puede acceder como máximo a un disco de 8, ,864 Bytes (10 bits para el cilindro = 1024, 8 bits para la cabeza = 256 y 6 bits para sector = 64, en realidad 63 18

26 porque el primer sector es 1), es decir, 8.455Gb o ,072 sectores. Esto no es problema en el caso de un disquete (1.44Mb) o un PenDrive, pero si la unidad fuera un disco duro de más de 8.455Gb y el sector BOOT se encontrara por arriba de los ,072 entonces estaríamos en problemas. Para ello los diseñadores del BIOS le agregaron otros servicios a la INT 13h para poder acceder a sectores por arriba de los ,072, como son los servicios 42h y 43h los cuales usan los siguientes parámetros: AH = 42h (leer) o 43h (escribir) DS:SI = Dirección de memoria del paquete a partir del cual se leen o escriben los sectores, como se muestra en la tabla siguiente. Estos servicios retornan con CF = 0 y AH = 0 si no se genera error, en caso contrario retornan con CF = 1 y AH = Código de error. DIRECCIÓN EMPAQUETADA DEL DISCO POSICION TAMAÑO DESCRIPCION Tamaño del paquete en bytes. Debe ser 16 (10h) o más. Si el tamaño del paquete es menor que 16 el pedido es 0 1 byte rechazado generando un error. Paquetes con tamaños mayores que 16 no son rechazados pero la información adicional es ignorada 1 1 byte Reservado, debe ser byte Numero de sectores a transferir. Este campo tiene un valor máximo de 127 (7Fh). Si un valor mayor que 127 es proporcionado, el pedido es rechazado generando error. 3 1 byte Reservado, debe ser bytes Dirección del buffer. Esta es una dirección de memoria de 32 bits de la forma Seg:Offset hacia/desde donde serán transferido los sectores según se lea o escriba. 8 8 bytes Número absoluto del sector (dirección LBA). Esta es una dirección lineal de 64 bits. En nuestro caso vamos a suponer que los sectores a leer se encuentran antes de los 8.4Gb y por lo tanto no vamos a tener problemas con el servicio 02h de la INT 13h. 19

27 4.1. Requerimientos y diseño del algoritmo Primero vamos a suponer que la aplicación tiene un tamaño menor que 512 bytes y deseamos que ésta sea el programa de arranque de un disco duro o disquete. En esta situación sólo nos queda copiar el código de máquina generado que se encuentra en el archivo.com y escribirlo en el primer sector físico del dispositivo (esto se explicará con mayor detalle en Ejecución y prueba). En el caso que el dispositivo sea un PenDrive hay que tener la precaución de no borrar los parámetros del BIOS, que se encuentran a partir de la posición 03h hasta la posición 3Dh (59 bytes) del sector BOOT, porque las rutinas de arranque necesitan de estos datos para poder controlar el dispositivo, por lo tanto el código del programa debe copiarse a partir de la posición 3Eh del sector BOOT. En esta primera parte no se mostrará algoritmo alguno ya que el programa de arranque es la aplicación en si. Ahora vamos a suponer que la aplicación tiene más de 512 bytes, por lo tanto va a ocupar más de un sector (en los discos duros, PenDrive y disquetes cada sector tiene una longitud de 512 bytes, en cambio, en los CD los sectores tienen una longitud de 2048 bytes) Asumamos, por ejemplo, que el programa tiene un tamaño de bytes y que lo vamos a copiar a un dispositivo que no sea un CD, entonces necesitaríamos 21073/512 = 41 sectores y aun nos sobraría 81 bytes, por lo tanto serían 42 sectores los necesarios. Siempre que se escriben o leen varios sectores en este tipo de dispositivos, se hace en la misma pista de cada una de las caras o cabezas, en otras palabras, primero se completa la pista 0 de la cara 0, luego se pasa a la pista 0 de la cara 1, luego la pista 0 de la cara 2 y así sucesivamente. Cuando se ha completado la pista 0 de cada una de las caras entonces se pasará a la pista 1 de cada cara hasta completar todos los sectores. Por ejemplo si el dispositivo es un disquete de 1.44Mb, los cuales tienen solo 2 caras (0 y 1), cada cara tiene 80 pistas (0 a 79) y cada pista tiene 18 sectores (1 a 18). Como el primer sector físico (sector 1, pista 0, cara 0) va a contener el programa de arranque, entonces solo quedará 17 sectores (2-18) de la pista 0, cara 0 para copiar la primera parte de la aplicación. Los 18 sectores siguientes serán copiados en la pista 0, cara 1, con lo cual parcialmente totalizaríamos 35 20

28 sectores y, finalmente, los 7 sectores restantes (para totalizar 42) se copiaran en los sectores desde el 1 al 7 de la pista 1, cara 0. En el caso de un PenDrive de 256Mb, tiene 256 caras de 31 pistas y cada pista tiene 63 sectores, se pueden copiar los 42 sectores de la aplicación en la cara 0, pista 0, sectores del 2 al 43. Si la aplicación tuviera más de 62 sectores (31744 bytes) el resto tendría que copiarse a partir del sector 1 de la pista 0, cara 1. Algo similar ocurriría en un disco duro de por ejemplo 80Gb con 63 sectores por pista, pistas y 256 caras. Sector Cara 0 Pista o cilindro Cara 1 Por último hay que mencionar que el servicio 02h y 03h (lectura y escritura) solo pueden acceder a una pista a la vez, es decir, que solo pueden leer o escribir, como máximo, una cantidad de sectores que sea igual a la numero de sectores por pista del dispositivo. En el caso de disquetes solo se puede leer o escribir 18 sectores a la vez, por lo que se necesitaría de otra invocación a la INT 13h si se deseara repetir la operación para más sectores. El algoritmo genérico para leer una aplicación de uno o más sectores, es el siguiente: ES 0070h BX 0000h Mientras Nro total de sectores leídos*200h<longitud de la aplicación AH 02h // operación de lectura AL Nro de sectores a leer CH Nro de pista CL Nro de sector inicial DH Nro de cabeza o cara DL 00h // unidad A Llamar a la Interrupción 13h BX BX + Nro de sectores leídos (AL) * 200h FinMientras 21

29 En el caso de un CD la situación es diferente y más compleja. Partiendo por el hecho de que la estructura lógica del CD es diferente a la estructura de los discos duros, disquetes y Pendrive. Adicional a esto, no existe o ignoro la existencia de software que permita escribir en un sector específico del CD. Todos los CDs actuales tienen el formato Hight Sierra Group HSG, también conocido como ISO Dentro de este estándar existen algunas variantes o extensiones que permiten ampliar las posibilidades originales del ISO 9660 como son los nombres largos o incluso sistemas de arranque y otras cosas más. Una de estas extensiones es la denominada El Torito, diseñada para permitir a una computadora arrancar desde un CD. ISO 9660 permite grabar información acerca del CD en un conjunto de campos especiales denominado Descriptores de volumen. Existen 4 tipos de descriptores: 1. DRA Descriptor del registro de Arranque, ID = 0 2. DPV Descriptor Principal de Volumen, ID = 1 3. DSV Descriptor Suplementario de Volumen, ID = 2 4. DVP Descriptor de Volumen de Partición, ID = 3 5. DVF Descriptor de Volumen Final, ID = 255 ISO 9660 define además, que un DPV debe residir en el sector 16 (10h), seguido por cualquier cantidad de otros Descriptores de Volúmenes y finalmente un DVF. Cada descriptor ocupa un sector de 2048 bytes (800h). El estándar El Torito incluye un DRA (sólo si el CD es de arranque) en el sector 17 (11h). El DRA contiene un puntero absoluto (posición 47h-4Ah) al primer sector del Catálogo de Arranque, como lee en la tabla siguiente: POSICIÓN TAMAÑO DESCRIPCIÓN 00 1 Byte Indicador del registro de arranque, debe ser Byte Identificador de ISO-9660, debe ser CD Byte Versión del descriptor, debe ser Byte Identificador del sistema de arranque, debe ser EL TORITO SPECIFICATION completado con 0 s Byte No usado, debe ser A 2 Bytes Puntero absoluto al primer sector del catalogo de arranque (Boot Catalog) 4A-7FF 1974 Bytes No usado debe ser 0. 22

30 El Catálogo de Arranque es una colección de entradas de 32 bytes. Estas entradas son: Entrada de validación, Entrada inicial/predefinida, Cabecera de sección, Entrada de sección y Extensión de entrada de sección. Hablaremos de tan sólo dos entradas que son las que nos interesan: La entrada de validación.- Es la primera entrada en el catálogo de arranque. Esta entrada verifica que un catálogo de arranque esté presente en el CD e identifica el fabricante del CD. Si esta entrada es válida, se asume que el resto de entradas también lo son, ver la estructura de la entrada en la tabla siguiente: POSICIÓN TAMAÑO DESCRIPCIÓN 00 1 Byte ID de cabecera, debe ser Byte ID de la plataforma 0 = 80x86 1 = Power PC 2 = Mac Bytes Reservado, debe ser B 18 Bytes Cadena de identificación. Esta pensado para identificar el fabricante/desarrollador del CD-ROM 1C-1D 2 Bytes Checksum. Es la suma de todas las palabras de este registro. 1E 1 Byte Byte clave, debe ser 55. Este valor esta incluido en el checksum. 1F 1 Byte Byte clave, debe ser AA. Este valor esta incluido en el checksum. Entrada inicial/predefinida.- La entrada inicial contiene un indicador de arranque (posición 00h) que permite determinar si el CD es o no arrancable. Además, el tipo de medio de arranque a emular (posición 01h) si es disquete, disco duro o CD (sin emulación). Así también, la dirección inicial (posición 08h- 0Bh) del disco virtual, es decir, la imagen del disco que se ha copiado (desde el sector arranque hasta el último sector del disco o disquete). La imagen, según la emulación, se puede ejecutar de 3 formas diferentes: 1. Como una emulación de disquete, para ello la imagen ha de tener un tamaño estándar 1.2M, 1.44M o 2.88M. El BIOS considerará la imagen como la primera unidad del sistema (00=A) y desplazará la unidad existente a la segunda posición (01=B) eliminando cualquier acceso al segundo lector. Utilizará entonces su propio sistema de arranque a partir de la imagen del disquete para arrancar con el CDROM. 23

31 2. Como una emulación de disco duro, parecido al anterior pero en este caso de un disco duro. El número de unidad asignado es 80h=C. 3. Sin emulación. La imagen se carga directamente y el BIOS escogerá un número de unidad entre 81h=D y FFh. Este es el sistema más utilizado en la actualidad. La siguiente tabla muestra la estructura de la entrada: POSICIÓN TAMAÑO DESCRIPCIÓN 00 1 Byte Indicador de arranque. 88 = Arrancable, 00 = No arrancable Tipo de medio de arranque. Especifica el medio de arranque a emular: 0 Sin Emulación 1 Disquete de 1.2Mb 01 1 Byte 2 Disquete de 1.44Mb 3 Disquete de 2.88Mb 4 Disco duro 5-F Reservado, invalido por ahora Segmento de carga. Este es el segmento de carga para la imagen de arranque inicial. Si este valor es 0 el sistema usará el segmento tradicional de 07C0h. Si este valor no es 0 el sistema Bytes usará el segmento especificado. Esto se aplica solo para arquitecturas x86. Para arquitecturas modelo flat (como Motorola) esta dirección se divide por 10. Tipo de sistema. Este debe ser una copia del byte 05h de la 04 1 Byte entrada de la tabla de particiones Byte No usado, debe ser 0 Cantidad de sectores. Este es el numero de sector Bytes virtual/emulado que el sistema transferirá al segmento de carga durante el proceso inicial de arranque. RBA.de carga Esta la dirección inicial del disco virtual. Los 08-0B 4 Bytes CDs usan direccionamiento Relativo/Logica block LBA. 0C-1F 20 Bytes No usado, debe ser 0 Resumiendo todo el proceso de arranque, el BIOS lee el sector 17=11h donde comprueba la existencia de un descriptor verificando la cadena CD001 en los bytes 01h-05h, luego compara el byte 00h para determinar si se trata de un DRA (ID=0). En el DRA hay un puntero de 4 bytes que señala al Catalogo de arranque, el cual es cargado en memoria. El catalogo consta de entradas de 32=20h bytes, siendo la entrada de verificación, la primera. A continuación, a partir del byte 33=21h (dentro del catálogo), se encuentra la entrada inicial. En esta entrada se puede comprobar si el CD es de arranque o no y determinar la dirección LBA del sector de arranque de la imagen del disquete o disco a emular o del propio CD. Finalmente se carga y ejecuta el sector BOOT. 24