预置引导法在FAT32文件系统上的实现探索

显然，FAT32文件系统是一个相对复杂的文件系统，一个引导扇区的空间，很难装载完整的引导代码，因为即使操作系统核心文件放在根目录下，也需要搜索整个根目录，找到操作系统文件，并加载该文件。这个过程需要两个扇区左右的代码量。但是通过预置一些变量到引导扇区，可以大大减少FAT32文件系统的引导扇区尺寸，使得代码能够被容纳在一个引导扇区中。比如，下面是标准的FAT32文件系统引导扇区的布局：

此后就是可执行的引导代码。

显然，其中很多信息是无用的，尤其是在FAT32文件系统上。比如BPB_TotSec16等变量。在配置启动扇区的时候，可省略这些变量，从而腾出更多的空间来安排引导代码，使FAT32文件系统的引导代码能够放到一个扇区内。下面是经过“预置”处理后的引导扇区结构：

此后跟着真正的可执行代码。

这样预置后，不但节约了大约20B的空间，而且很多变量已经被预置（这些被预置的变量，称为预置变量），无需计算（比如cluster大小）。而如果按照传统的引导扇区，则需要安排专门代码计算这些变量值。这样综合下来，可节约大约60B的空间。不要小看这60B，在汇编语言实现的引导扇区中，60B可以实现分析FAT32根目录项的功能，而这是FAT32引导扇区的核心功能。(www.xing528.com)

同时，可以优化启动扇区的代码，省略一些不必要的判断。比如int13号调用功能，目前多数BIOS都提供这项功能，就无需判断BIOS是否支持int13调用了。同时，由于操作系统是运行在32位CPU上，可通过使用CPU的32位寄存器（比如EAX、EBX等）和32位指令扩大数据处理范围，以节约代码量。

具体的实现过程是，在Hello China的安装过程中，提供一个磁盘分析工具，用于读取或计算cluster的尺寸等预置变量，然后写入引导扇区。

采用上述措施后，Hello China实现了在一个引导扇区内，引导FAT32文件系统上的操作系统的功能。而通常情况下，这些功能是需要在两个以上的扇区内实现的。

上述实现方法，是不需要操作系统核心文件在硬盘上固定位置的。虽然对某些变量做了预置，但是引导过程并没有改变，引导扇区还是首先读入根目录，在根目录中搜索操作系统核心文件。找到后再查询FAT表，找到操作系统核心文件在磁盘上的具体位置，然后依次读入。因此，即使操作系统核心文件的位置不断变化，也不会影响操作系统的加载。显然，这种“预置引导法”既克服了操作系统引导扇区过大的问题，也规避了固定操作系统核心文件位置的不利之处。