为什么是0x7c00

计算机执行到这份上，bios也即将完成自己的历史使命了，完成之后，它又将睡去。想到这里，心中不免一丝忧伤，甚至有些许挽留它的想法。可是，这就是它的命，它生来被设计成这样，在它短暂的一生中已经为后人创造了足够的精彩。何况，在下一次开机时，bios还会重复这段轮回，它并没有消失。好了，让伤感停止，让梦想前行。

先说重点，bios最后一项工作校验启动盘中，位于0盘0道1扇区的内容。在此插播一段小告示：在计算机中是习惯以0做为起始索引的，因为人们已经习惯了偏移量的概念，无论是机器眼里和程序员眼里，用“相对”的概念，即偏移量来表示位置显得很直观，所以很多指令中的操作数都是用偏移量表示的。0盘0道1扇区本质上就相当于0盘0道0扇区。为什么称为1呢，因为硬盘扇区的表示法有两种，我们描述0盘0道1扇区用的便是其中的一种：CHS方法，即柱面Cylinder 磁头Header 扇区Sector（另外一种是LBA方式，暂不关心），“0盘”说的是0磁头，因为一张盘是有上下两个盘面的，一个盘面上对应一个磁头，所以用磁头Header来表示盘面。“0道”是指0柱面，柱面Cylinder指的是所有盘面上、编号相同的磁道的集合，形象一点描述就是把很多环叠摞在一起的样子，组合在一起之后是一个立体的管状。“1扇区”才是我们要解释的部分，将磁道等距划分成一段段的小区间，由于磁道是圆形，确切地说是圆环，所以这些被划分出来的小区间便是扇形，所以称为扇区。好了，背景交待完了，重点来了，在CHS方式中扇区的编号是从1开始的，不是0，不是0，原谅我说了两次，良苦用心你懂的，所以0盘0道1扇区是其实就相当于0盘0道0扇区，它就是磁盘上最开始的那个扇区。而LBA方式中，扇区编号是从0开始的。关于硬盘的知识我会在以后章节专门来讲，这里我若没表达清楚，大家先不要着急，只要知道MBR所在的位置是磁盘上最开始的那个扇区就行了。继续说，如果此扇区末尾的两个字节分别是魔数0x55和0xaa，bios便认为此扇区中确实存在可执行的程序（在此先剧透一下，此程序便是久闻大名的主引导记录MBR），便加载到物理地址0x7c00,随后跳转到此地址，继续执行。

这里有个小细节，bios跳转到0x7c00是用jmp 0:0x7c00实现的，这是jmp指令的直接绝对远转移用法，段寄存器cs会被替换，这里的段基址是0，即cs由之前的0xf000变成了0。如果此扇区的最后2个不是0x55和0xaa，即使里面有可执行代码也无济于事了，bios不认，它也许还认为此扇区是没格干净呢，嘿嘿。

不过，这就又抛出两个问题：

1.为什么是0盘0道1扇区的内容。
2.为什么是物理地址0x7c00而不是个好记或好看的其它地址。

先回答第1个，我想这个问题不用官方解释了，因为官方确实没什么好说的，不过他们出于尊重客户，还是会像我一样说出类似下面的话。

我就个人观点给大家一个理由，未经核实，仅是自己一面之词，请大家提高警惕，小心谨慎^—^。

在计算机中处处充满了协议、约定，所以，将0盘0道1扇区做为mbr的栖身之地，我完全可以理解为规定。我们反证一下，如果不存在这个“规定”，会发生什么。当然，此扇区最初是给bios使用的，咱们设想一下bios的工作将变成怎样。

主引导记mbr是段程序，无论是位于软盘、硬盘、或者其它介质，总该有个地方保存它。Ok，现在不告诉bios 它存储在哪个位置了。bios只好将所有检测到的存储设备上的每一个存储单位都翻一遍，挨个对比，如果发现该存储单位最后的两个字节是0x55和0xaa，就认为它mbr。这就好比查字典一样，不用偏旁部首和拼音检索的方法，只能一页一页翻了。

几经花开花落，找到mbr的那一刻，bios满脸疲惫地说:“你是我找了好久好久的那个人”。mbr抬起经不起岁月等待的脸:“难得你还认得我，我等你等到花儿都谢了”。其实bios的心声是：“看我手忙脚乱的样子，你们这是要闹哪样啊。就那么512字节的内容，害我找遍全世界，我们是在跑接力赛啊，下一棒的选手我都不知道在哪里……以后让它站在固定的位置等我！”。

由于0盘0道1扇区是磁盘的第一个扇区，mbr选择了离bios最近的位置站好了，从此以后再也不担心被bios骂了。

计算机中处处有固定写死的东西，还用举个例子吗？不用了吧？因为任何一个魔数都是啊^_^，有请下一个魔数0x7c00登场。

至于0x7c00，很久之前，比我好奇心大的人查遍了intel开发手册都没找到相关的说明。要想知道事情的来龙去脉，还是要从个人电脑的老祖宗说起，同样是很久很久以前……1981年8月，IBM公司生产了世界上第一台个人电脑PC 5150，所以它就是现代x86个人电脑兼容机的祖先。说到有关历史的东西，不给来点真相就感觉气场不足，上图啦，这是IBM PC 5150，有没有感受到计算机文化底蕴呢。

既然intel开发手册中没有相关说明，那咱们就朝其它方向找答案，换句话说，既然不是cpu的硬性规定，那很可能就是代码中写死的。为了搞清楚0x7c00是哪里来的，咱们先探索下 "IBM PC 5150"的bios的秘密。请先深深呼吸一大口气，“0x7C00”最早出现在IBM 公司出产的个人电脑PC5150的ROM BIOS的 INT19H中断处理程序中，说了这么多定语，感觉气都喘不上来了。

通电开机之后，bios处理程序开始自检，随后，调用bios中断0x19h，即 call int 19h。在此中断处理函数中，bios要检测这台电脑有多少硬盘或软盘，如果检测到了任何可用的磁盘，bios就把它的第一个扇区加载到0x7c00.

现在应该搞清楚了为什么在x86手册里找不到它的说明了，它是属于bios中的规范。似乎这下好办了，既然是bios中的规范，那肯定是IBM PC 5150 BIOS 开发团队规定的这个数。

个人计算机肯定要运行操作系统，在这台计算机上，运行的操作系统是DOS 1.0，不清楚此系统要求的最小内存是16KB还是32KB，反正PC 5150 BIOS研发工程师就假定其是32K,所以此版本bios是按最小内存32KB研发的。

MBR不是随便放在哪里都行的，首先不能覆盖已有的数据，其次，不能过早的被其它数据覆盖。不覆盖已有数据，这个好理解。说一下后面这个“其次”。通常，MBR的任务是加载某个程序（这个程序一般是内核加载器，很少有直接加载内核的）到指定位置，并将控制权交给它。所谓的交控制权就是jmp过去而已。之后MBR就没用了，被覆盖也没关系。我说的过早被覆盖，是指不能让mbr破坏自己，比如被加载的程序，如内核加载器，其放置的内存位置若是MBR自己所在的范围，这不就是破坏自己了吗，这就是我所说的“过早”了，怎么也得等mbr执行完才行。

重现一下当时的内存使用情况：8086cpu要求物理地址0x0~0x3FF存放中断向量表，所以此处不能动了，再选新的地方看看。按DOS 1.0要求的最小内存32KB来说，MBR希望给人家尽可能多的预留空间，这样也是保全自己的作法，免得过早被覆盖。所以MBR只能放在32KB的末尾。MBR本身也是程序，是程序就要用到栈，栈也是在内存中的，所以MBR虽然本身只有512字节，但还要为其所用的栈分配点空间，所以其实际所用的内存空间要大于512字节，估计1k内存够用了。结合以上三点，选择32KB中的最后1K最为合适，那此地址是多少呢。32KB换算为16进制为0x8000，减去1K（0x400）的话，等于0x7c00。这就是倍受质疑的0x7c00的由来，这下清楚了。可见，加载MBR的位置是取决于操作系统本身所占内存大小和内存布局。

我想大家现在都心痒痒了吧，说了这么久，cpu中运行的都是bios的代码，连自己一句代码都没跑起来呢。事不宜迟，马上写一个MBR，先让它跑起来再说。

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