(翻译和注解)“El_Torito”可引导CD-ROM格式规范V1.0Bootable_CD-ROM_Format_Specification

“El Torito” Bootable CD-ROM Format Specification Version 1.0 (翻译和注解)“El Torito”可引导CD-ROM格式V1.0 翻译和注解:wxleasyland(wxlwww@gmail.com) 2010年8月 1.0 Overview This specification defines how makers of CD-ROMs can package several "images" of floppy and hard disks on a single CD with the ability to catalog these images and to selectively boot from any single image. 这个规范定义了CDROM的制造商如何将一些软驱和硬盘的镜像包装到一张CD上去，并有能力列出这些 镜像和从任何单个镜像选择性引导。 The possibility of booting a PC from a CD ROM has raised several possibilities, including: 从CDROM引导PC的可能性引出一些可能性，包括： 1. Self-configuring CD-ROMs that manage their own resources, including operating systems and drivers 自配置CDROM，管理它们自已的资源，包括操作系统和驱动程序。 2. The embedding of multiple operating systems and drivers on the same CD-ROM for a variety of applications, e.g., multi-language 多操作系统和驱动程序集成在同一CDROM中来用于各种应用， 如多语言 3. The ability of the end user to select which operating system to boot 让用户选择引导哪一个 操作系统的能力 4. Copy protection for the CD ROM software and data CDROM软件和数据的拷贝保护 To accomplish this facility, there are currently two available technologies: 为达到这种易用性，有2种可用的技术 1. DOS-based drivers (e.g., SCSI or ATAPI) 基于DOS的驱动程序（如SCSI或ATAPI） 2. The system BIOS. 系统BIOS Attempting to use DOS-based drivers (e.g., SCSI or ATAPI) to boot from a CD ROM creates a number of problems such as resource conflicts and inordinate use of memory. 尝试利用基于DOS的驱动程序（如SCSI或ATAPI）来从CDROM引导，会引起了许多的问，例如资源冲突和 内存使用混乱。 The BIOS, however, avoids these problems and offers other advantages, including: 而BIOS，则避免了这些问题并且提供了其它的优点，包括： 1. Can boot from a variety of operating systems by accessing a Boot Catalog on the CD-ROM.可以 从一系列操作系统中引导，通过访问CDROM上的“引导目录” 2. Offers the choice of configuring the CD ROM as a hard disk (C: or D:) or floppy (A:). 提供 将CDROM配置为一个硬盘(C: or D:)或软盘(A:)的选择 3. Renames existing drives when necessary. 当有需要时，重命名已经存在的驱动器 4. Uses existing BIOS technology (Logical Block Access) to access code and data. 使用已存在的 BIOS技术（LBA）来访问代码和数据 5. Compatible with all DOS and Windows applications using INT 13 functions. 和所有使用INT13功 能的DOS和WINDOWS应用程序相兼容 Using the BIOS to boot from the CD ROM requires using the available system header on the CD ROM 使用BIOS来从CDROM引导，需要使用CDROM上的可用的系统头。 1.1 Scope This document describes in detail how to format a CD-ROM from which you can boot a suitably- equipped computer system. It assumes you are familiar with standard BIOS INT 13 functions, ISO document number 9660,IBM/Microsoft INT 13 Extensions Dated 9/92, Version 1.0 of the Enhanced Disk Drive Specification (authored by Phoenix), and ATAPI. 1.2 Notation and Conventions All numbers in this document are hexadecimal unless otherwise specified. All reserved or unused bytes are assumed to be zero. All character strings are padded to their full length with hex zeros. All word, double word and quad word values listed in this spec are in “Little Indian” (Intel) format. 本文档中所有的数字都是十六进制的，除非另外说明。 所有保留和未用的字节都认为是0。所有字符串都 用0填充到它们的全长。这个规范中列出的所有字，双字和四字的值都是LITTLE-ENDIAN格式（我注：低地址存放最 低有效字节LSB，即低位在先，高位在后，即低位字节排放在内存的低端，高位字节排放在内存的高端） 1.3 Introduction ATAPI-compliant IDE as well as SCSI CD-ROM drives can optionally provide new boot capabilities for personal computer manufacturers and users. In the past IBM and compatible personal computers would first attempt to boot from the floppy drive and if no floppy was present, from the hard disk. ATAPI兼容的IDE，以及SCSI CDROM驱动器，都可以可选地提供新的引导能力给PC制造商和用户。 以 前IBM和兼容PC机将先尝试引导软驱，如果没有软驱，则再引导硬盘。 This specification explains how the BIOS boot procedure can be enhanced to support a new medium, the CD-ROM. The CD-ROM is a removable media type, much like a floppy, but with the capacity of a hard disk. 这个规范解释了BIOS引导过程如何增强支持一个新的媒介CDROM。 CDROM是一个可移除的媒介类型，很 像软驱，但具有硬盘的能力。 Maintaining compatibility with current software requires using INT 13 calling conventions but providing an entirely new device interface. INT 13 places some restrictions on the information which a CD-ROM contains and also provides several new options for booting a system. The following is a list of new system capabilities and constraints: 保持与当前的软件相兼容需要使用INT13调用惯例，但是提供一个全新的驱动器接口界面。 INT13在一个 CDROM包含的信息上放置了一些限制，并且也提供了一些新的用于引导一个系统的可选功能。 下面是新系统能 力和约束： 1. The CD-ROM may boot as the A drive or the C drive. CDROM可能作为A盘或者C盘引导 2. If the CD-ROM boots as the A, drive it will contain a 1.2M, 1.4M or 2.88M floppy image. 如 果CDROM作为A盘引导，它将包含一个1.2M, 1.4M 或 2.88M软盘镜像。 3. If the CD-ROM boots as the A drive the systems normal A drive will become the B drive. If the system has a B drive it will become inaccessible. 如果CDROM作为A盘引导，系统中原有的A驱 动器将变成B驱动器，如果系统有B驱动器，则它将变成不可见。 4. If the CD-ROM boots as the C drive, it replaces the C drive. 如果CDROM作为C盘引导，它将 替代C驱动器。 5. No device drivers are necessary for applications which use the INT 13 interface. This means that normal MS- DOS compatible software can access the CD-ROM without a device driver. Some OS software, such as Windows, can be configured to use INT 13 giving the user immediate benefits from his CD. 那些使用INT13接口界面的应用程序不需要设备驱动程序。 这意味着，普 通的MSDOS兼容的软件可以访问CDROM而不需要设备驱动程序。 一些操作系统软件，像WINDOWS，可以被 配置来使用INT13，立即就使用户从他的CD得到的好处。 6. Formatting a portion of the CD ROM as a “write protected” hard disk is an easy method of copy-protecting off-the-shelf software as well as allowing MS-DOS to function normally. 格式化CDROM的一部分成为“写保护”硬盘是防拷贝现成软件的一个简单的，同时允许MSDOS正常地 发挥功能。 7. You can also copy-protect the non-disk-formatted portions of the CD ROM by embedding special CD-ROM drivers on the CD. 你也可以防拷贝CDROM的非盘格式部分，通过集成特别的CDROM驱 动程序在CD上。 1.4 Implementation Options Adding CD-ROM booting to a system will also require changes to the “SETUP” user interface. Many systems allow the following boot options. 加入CDROM引导到系统中也需要在SETUP用户界面中做改变。一些系统允许以下的引导选择: A: then C: C: then A: C: only CD-ROM booting now adds several new possibilities. The table below is a complete list: CDROM引导现在加入了一些新的可选项。 下面是完整的列表： A: then CD ROM then C: CD ROM then A: then C: CD ROM then C: then A: C: then A: then CD ROM CD ROM only Many systems will not require all of these options, but it is necessary to give the user a CD-ROM boot disable capability. The ability to disable CD-ROM booting is required because there has been no standard for using the first few sectors of the CD. In the event that random data causes the system to find a valid “Validation Entry” on a non- compliant CD the user must have the recourse of disabling the boot capability. 许多系统不需要所有的这些选项，但需要给用户取消CDROM引导的能力。 这是需要的，因为使用CD上的前 面几个扇区还没有标准。 如果随机的数据导致系统发现一个非应允的CD上有一个有效的“合法入口”，用户必 须有办法取消引导能力。 If the end-user selects one of the Boot CD-ROM options on the Setup Menu, and if during POST the BIOS detects the presence of a CD-ROM drive, INT 19 at the end of POST will then attempt to load the operating system using the boot sequence specified in Setup. 如果终端用户选择SETUP菜单中的引导CDROM选项中的一个，并且如果在POST时BIOS检测到CDROM驱动器存 在，在POST最后，INT19将尝试使用SETUP中指定的引导顺序加载操作系统。 To accomplish this, the installable Boot CD ROM feature makes available one of two INT 19 functions: 为完成这个，可安装的引导CDROM特性提供了二个INT19功能中的一个： 1. Single-Image INT 19. This feature, if instructed to boot from the CD ROM, does the following: 单镜像INT19。这个特性如果用来从CDROM引导，则做以下工作： a. Accesses the Booting Catalog in the CD-ROM header (See below). 访问在CDROM头的 “引导目录Booting Catalog”。 b. Verifies the existence of a boot image on the CD ROM. 核实CDROM上引导镜像的存在。 c. Reads the Initial/Default Entry (See below) and boots from the disk image specified in this entry. 读出 “初始／默认入口”，并且从这个入口指定的镜像引导。 Single-Image INT 19 knows nothing about multiple-images, nor does it know about their possible entries listed in the Booting Catalog. 单镜像INT19不知道多镜像的任何东西，它也 不知道在引导目录中列出的它们的可能的入口。 2. Multiple-Image INT 19. This feature, if instructed to boot from the CD ROM, does the following: 多镜像INT19。这个特性如果用来从CDROM引导，则做以下工作： a. Accesses the Booting Catalog in the CD-ROM header. 访问在CDROM头的“引导目录”。 b. Verifies the existence of a boot image on the CD ROM 核实CDROM上引导镜像的存 在。 c. Boots from either the image specified in the Initial/Default Entry or from one of the other images listed in Section Headers and Section Entries (See below) that follow the Initial/Default entry. The selection of which image to boot from depends on Selection Criteria determined by the OEM (See below). 从在“初始／默认入口”中 指定的镜像引导，或者从排列在“初始／默认入口之后”的“section头”和“section入口”中列 出的其它镜像中的一个引导。 选择从哪个镜像引导，取决于OEM决定的“选择判别式Selection Criteria”。 Figure 1. Three types of CD-ROM configuration: 3种类型的CDROM格局 3种类型的CDROM格局 1. The Normal CD-ROM configuration is not bootable, uses Root Directory and CD-ROM drivers to access CD-ROM images. 正常的CDROM格局是不可引导，使用Root Directory和CDROM驱动程序来访问CDROM镜像。（我注： 对正常的光盘，需要光驱驱动程序） 2. A BIOS with Single Boot-Image capability accesses the Initial/Default Entry to access a single bootable disk image. After loading the operating system, the system can revert to standard CD-ROM drivers and the Root Directory to access CD-ROM images. 一个带有单引导镜像能力的BIOS 访问 “初始／默认入口”来访问一个单个可引导磁盘镜像。 在 加载了操作系统之后，系统可以还原成用标准CDROM驱动程序和Root Directory来访问CDROM镜像。 3. A BIOS with Multiple Boot-Image capability can access any one of a number of Bootable Disk Images listed in the Booting Catalog. After loading the operating system, the system can access other items in the disk image with standard INT 13 calls or return to normal access of CD-ROM images using CD-ROM drivers and the Root Directory. 一个带有多引导镜像能力的BIOS 会访问 “引导目录Booting Catalog”中列出的许多可引导盘镜 像的中的任一个。 在加载了操作系统后，系统会用标准的INT13调用来访问光盘镜像中的其它项目，或者 返回成使用CDROM驱动程序和Root Directory的标准CDROM镜像访问方式。 1.5 Definition of Terms For the remainder of this document the following definitions apply: Sector - Is a sector of data on a CD. This is in all cases 800 bytes. 扇区－一个CD中的数据扇区。在所有情况下都是800H字节（我注：即2048BYTE）。 Virtual Sector - Is a sector of data on an emulated device. This document only addresses 200 byte device (for emulation)。 虚拟扇区－在一个仿真设备上的数据扇区。 这个文档只专注于200H字节（我注：即512BYTE）设备 （用于仿真） Virtual Disk - A series of sectors on the CD which INT 13 presents to the system as a drive with 200 byte virtual sectors. There are 4 virtual sectors found in each “sector” on a CD. 虚拟盘－CD上的一系列扇区，INT13将它作为一个带有200H字节虚拟扇区的驱动器体现给系统。 2.0 ISO-9660 and the Booting Catalog One goal of this specification is to maintain ISO-9660 compatibility while providing system BIOSs with a simple way of getting to the location on the CD that contains the material to be booted. ISO-9660 defines that a “Primary Volume Descriptor” must reside at sector 10 (16 decimal), relative to the start of the session, followed by any number of other Volume Descriptors, followed by a “Volume Descriptor Set Terminator.” 这个规范的一个目标是，在提供给系统BIOS一个访问 包含需要被引导的信息的 CD上的位置的简单方法的 同时，保留ISO9660兼容性。 ISO9660中定义：一个“主卷描述符”必须存放在扇区10H（即十进制的16）（我注：第一个扇区是扇区 0），相对于session的起点，后面跟着任何数量的其它卷描述符，最后面跟着一个“卷描述符集结束符”。 The El Torito Bootable CD Specification builds on this format by requiring a “Boot Record” Volume Descriptor as defined in section 8.2 of ISO-9660. See figure 7 for a description of the Boot Record. This “Boot Record” must reside at sector 11 (17 decimal) in the last session on the CD. The Boot Record contains an absolute pointer to the Boot Catalog. The Boot Catalog is a collection of 20 byte entries (as described below), packed 40 entries to the sector. El Torito可引导CD规范建立在这个格式之上，通过需要一个在ISO9660的8.2节中定义的“引导记录”卷描 述符。 参见图7. 这个“引导记录Boot Record”必须存放在CD上的最后一个session中的扇区11H（即十进制的17）中。（我 注：因为主卷描述符在扇区10H，它的长度是一个扇区2048字节，故引导记录卷描述符是在下一个扇区，即扇区 11H） 这个“引导记录”包含了一个指向“引导目录Boot Catalog”的绝对指针。 “引导目录Boot Catalog” 是一个入口的集合，每个入口长20H字节（我注：即每个入口32BYTE），一个扇区中包装40H个入口（即每个扇区 64个入口）。 There is no limit to the number of sectors the Boot Catalog uses. This catalog allows the system to pick a proper boot image and then to boot from the selected image. The image may be virtualized into INT 13 drive number 00 or 80 for bootable disk emulation, or n+1 for a “non- bootable” emulation, where n is the number of the last hard drive initialized by the BIOS. “引导目录Boot Catalog”使用的扇区的数量是没有限制的。 “引导目录”允许系统去选择一个合适的 引导镜像然后从选择的镜像引导。 这个镜像可能会被虚拟到INT13驱动器号00H或80H，用于可引导磁盘的仿真， 或者n+1用于一个“不可引导”的磁盘的仿真，这里n是BIOS初始化过的最后一个硬盘的号。 （我注：“不可引导”的磁盘的仿真，这是什么意思？是仿真状态，但是是不可引导。从光盘引导成软盘 或硬盘，则肯定是仿真和可引导；从软盘或硬盘引导，肯定是没有在仿真状态。 经VIRTUAL PC实验，可能是这个功能没有被BIOS实现。 初衷可能是做一张“不可引导”的数据CD（见后述），在BIOS进行光盘引导时，发现光盘上有“引导记录 卷描述符”和“引导目录”，但是它又是“不可引导”的（即入口的Boot Indicator不是88H，而是00H），于是 这时BIOS能将光盘仿真成驱动器号为n+1的磁盘，而原硬盘仍是编号n，这时BIOS再转成用软盘或硬盘引导，引导 成功后，软件可以通过INT13H访问驱动器号为n+1的磁盘，即实际上的光盘，从而达到INT13H访问光盘的目的！但 是这一功能可能受微软控制而没有被BIOS实现，只能在DOS下加载光驱驱动程序来访问光盘了。 网上摘录： 再来谈一下有关于启动盘号的问题，我曾经也测试过一些启动光盘的盘号（可以用grub中的"geometry (cd)"来获得），发现不同主板（或者虚拟机）的无模拟方式启动盘号不同。归根结底，是因为各个主板生产商的 光盘启动标准不统一，各管各的。这就是至今为止，grub或者其它软件很难直接引导光驱的原因。至于规格为何 不统一，据说是这样的： 微软在1994年以前就推出了dos下的cd驱动程序mscdex.exe，并成为了标准。而那个可启动cd标准是1995年 才制定的，受微软的打压，启动cd标准里的一个关键函数Int 13 function 4C在实际主板生产中并未加入（如果 加入的话，dos下cd也和软盘硬盘一样不需要驱动了，微软94年前就白忙了），同时启动cd标准的一些参数据说也 由于微软的缘故没有统一（无模拟方式启动盘号就是其中之一）。 总而言之，在当时启动cd标准如果很完美就会威胁微软的mscdex程序。 这个 INT 13 EXT 的众多扩展中，被众多 BIOS 厂商实现地最好地莫过于EX_Read(),EX_Write(), 和 EX_GetDrvParam() 两个功能了。 修改盘号的这个功能，用起来可能有很大地兼容性问题，我私下认为。 还可以参考网上的《关于CD-ROM标准，太神奇了～～～》 ） The image may also simply be some code which will be loaded at boot time (no emulation). The BIOS will choose a drive number between 81 and FF when “no emulation” is specified. There are 5 types of entries diagrammed in figures 2-6. These entries define a validation procedure for the bootable CD, an Initial/Default entry, a section header, a section entry, and a Section Entry Extension. 这个镜像也可能简单地是一些代码，在（非仿真）引导时被加载。 当指定“非仿真”时，BIOS将选择81H 和FFH之间的一个驱动器号。 （我注：就是说，引导型光盘有二种：一种是仿真模式，光盘引导时能仿真出A盘或者C盘；一种是非仿真 模式，光盘引导时不仿真出磁盘，只是执行一些光盘上的代码） 有5种类型的入口，在图2－图6中图示。 这些入口定义了一个用于验证可引导CD的“验证入口”，一个 “初始／默认入口”，一个“section头入口”，一个“section入口”，和一个“section入口扩展”。 2.1 Validation Entry 验证入口 This must be the first entry in the boot catalog. The Validation entry validates that a booting catalog is present on the disk and identifies the manufacturer of the CD. If this entry is valid, it is assumed that the rest of the entries are valid. See figure 2 for a description of the Validation Entry. 它必须是“引导目录booting catalog”中的第一个入口。 “验证入口”证实了在光盘上存在一个 “引导目录booting catalog”并且鉴别出CD的制造商。 如果这个入口有效，就假设剩下的入口都有效。 见 图2。 2.2 Initial/Default Entry 初始／默认入口 The initial entry must contain a boot image which consists of generic programs/drivers that use only the BIOS provided INT 13 interface. The BIOS INT 13 interface consists of functions 0- 19 and may optionally include functions 40-48. This entry will always be used by a BIOS that does not use any of the provided section headers. See figure 3 for a description of the Initial/Default Entry. 初始入口必须包含一个引导镜像，这个镜像中包含 只使用BIOS的INT13接口界面的 普通的程序/驱动程 序。 BIOS INT13接口包含功能0－19并且可选地包含功能40－48。 这个入口总是被一个不使用任何 已有的 “section头入口”的 BIOS使用。 见图3。 2.3 Section Header SECTION头入口 If the CD was created for a machine with a BIOS incorporating this specification, the Section Header precedes a group of entries from which the BIOS may boot the computer. The section header has an identification string. If the BIOS understands the ID, string it may choose to boot the system using one of these entries in place of the INITIAL/DEFAULT entry. A good example would be a BIOS that supports multi-language capability. The BIOS manufacturer defines a header string and selection criteria. When CD’s have a section that incorporates the header string and section entries, the BIOS automatically boots software in the native language of the BIOS. See Figure 4 for a description of the Section Header. 如果创建的CD用于带有与这个规范相合作的BIOS的机器上，section头入口的位置处于 一组BIOS可以用来 引导计算机的入口 的前面。 SECTION头有一个识别字串。 如果BIOS了解这个ID，它会选择使用这个入口中的其 中一个来引导系统，而不是使用初始／默认入口。 一个好的例子是，一个支持多语言能力的BIOS。 BIOS制造 商定义一个头字串和“选择标准selection criteria”。 当CD中有一个section中合并入了头字串和section入 口，BIOS自动用BIOS的母语来引导软件。见图4。 2.4 Section Entry SECTION入口 Section Entries must follow a Section Header. The Section Entry looks a lot like the Initial/Default Entry except the unused bytes contain selection criteria. The format of the selection criteria is a function of the BIOS vendor, the other fields are standardized for compatibility reasons. In the case of a foreign language BIOS three bytes would be used to identify the language. If the BIOS does not support languages, the Default entry determines the appropriate language and reinitiates the boot procedure using the proper boot image. If the 13 bytes provided for selection criteria are insufficient, a Section Entry Extension can be added by setting bit 5 of byte 1. See “Section Entry Extension” for details. See Figure 5 for a description of the Section Entry. SECTIOIN入口必须跟在一个SECTION头之后。 SECTION入口看上去非常像初始／默认入口，除了后面几个 没有使用的字节中包含了“选择标准selection criteria”。 “选择标准”的格式随BIOS制造商而变， 其它的 区域被标准化因为兼容性原因。 在一个外国语言BIOS的场合，默认入口决定了合适的语言和使用合适的引导镜 像来发起引导过程。 如果用于“选择标准”的13字节不够，一个“SECTION入口扩展”可以被添加，通过设置字 节1的BIT5。 见“SECTION入口扩展”。见图5。 2.5 Section Entry Extension SECTION入口扩展 Section Entry Extension must follow a Section Entry. This Extension defines additional selection criteria. When the 13 bytes provided by the Section entry are insufficient for representing the selection criteria a Section Entry Extension should immediately follow the Section Entry. Several Section Entry Extensions may be chained together by setting bit 5 of byte 1 for as many Extensions as necessary. The final extension should have bit 5 clear (set to 0) to indicate that no more Extensions follow. See Figure 6 for a description of the Section Entry Extension “SECTION入口扩展”必须跟在一个SECTION入口之后。 这个扩展定义了额外的“选择标准”。 当 SECTION入口提供的13H字节不够用于表达“选择标准”，一个“SECTION入口扩展”应立即跟随在SECTION入口之 后。 多个SECTION入口扩展应被链接在一起，通过设置第1个字节的BIT5，需要多少就用多少。 最后一个扩展 必须将BIT5设置为0来表示后面再也没有跟着扩展了。 见图6。 Offset Type Description 0 Byte Header ID, must be 01 1 Byte Platform ID 0 = 80x86 1=Power PC 2=Mac 2-3 Word Reserved, must be 0 4-1B Character ID string. This is intended to identify the manufacturer/developer of the CD- ROM. 1C-1D Integer Checksum Word. This sum of all the words in this record should be 0. 1E Byte Key byte, must be 55. This value is included in the checksum. 1F Byte Key byte, must be AA. This value is included in the checksum. Figure 2 - Validation Entry 验证入口（32字节） Offset Type Description 0 Byte Boot Indicator. 88 = Bootable, 00 = Not Bootable 88H＝可引导， 00H＝不可引导！！！ 1 Byte Boot media type. This specifies what media the boot image is intended to emulate in bits 0-3 as follows, bits 4-7 are reserved and must be 0. Bits 0-3 count as follows: 0 No Emulation 1 1.2 meg diskette 2 1.44 meg diskette 3 2.88 meg diskette 4 Hard Disk (drive 80) 5-F Reserved, invalid at this time 2-3 Word Load Segment. 段地址（高字节在后，低字节在前，如盘上的数据是C0H,07H） This is the load segment for the initial boot image. If this value is 0 the system will use the traditional segment of 7C0. If this value is non-zero the system will use the specified segment. This applies to x86 architectures only. For “flat” model architectures (such as Motorola) this is the address divided by 10. 4 Byte System Type. This must be a copy of byte 5 (System Type) from the Partition Table found in the boot image. 5 Byte Unused, must be 0 6-7 Word Sector Count. 加载到内存的虚扇区的数量（高字节在后，低字节在前） This is the number of virtual/emulated sectors the system will store at Load Segment during the initial boot procedure. 我注： 虚扇区是每扇区512字节。 例如，如果值为