(請保留 -> 作者：羅冰 )
Foxdisk是基于BIOS中斷或者直接通路硬體的，在設計的時候，第一個需要考慮的問題就是軟體如何運作。這個問題很有趣，也是我在早期開發一個小的OS時試圖搞清楚的最初的問題。
作為介于BIOS和作業系統間的一個小程式，我考慮了兩種讓Foxdisk運作的方法。其一是依靠硬體，将Foxdisk的引導代碼放在PCI ROM或者以Option ROM的形式直接嵌入到BIOS中；另外一種是類似GRUB的方式，修改硬碟的MBR，實作Foxdisk的引導。我們首先從PC的啟動過程談起。
1) PC啟動的過程
圖1 計算機啟動過程
這是我了解的計算機的啟動過程，顯示了計算機從開機到進入作業系統的工作順序。在上述的幾個階段，都可以搶得控制權，實作我們自己的代碼。分别為：
階段①：Call Rom，此階段Option ROM可以搶得計算機的控制權。
階段②：int19h，Option ROM軟體可通過修改int 19h搶得控制權。另外，所有通過模拟可引導裝置的Option ROM以使得BIOS能夠引導其軟體的方法均歸于此階段。
階段③：LoadMBR，通過直接修改硬碟上的MBR區域搶得控制權。
階段④：Load OS，在作業系統引導的時候搶得控制權。
階段⑤：在作業系統層面安裝軟體。
階段①~④均稱為底層階段，軟體一般直接與計算機硬體打交道，或者通過BIOS中斷通路硬體。階段⑤稱為上層階段，軟體借助于作業系統提供的各種API工作。
關于Option ROM的介紹，可以參考文檔《BIOS Boot Specification》version 1.01。這是釋出于1996年的文檔，由intel、Phoenix和Compaq聯合制定的規範。多年來，BIOS的啟動過程也沒有太大的變化，直到UEFI的出現。
具體的内容我不在部落格中介紹，文檔中介紹得很清楚。隻要記住兩點即可：第一，BIOS允許外設有自己的代碼，用來實作一些特殊的功能，比如網卡的Option ROM、PCI裝置的Option ROM；第二，隻要依據一定的規範來寫代碼，BIOS會将控制權轉移給Option ROM，這時整個計算機的控制權都在手中，理論上做什麼都可以。
2) 方案選擇
我做了一些實驗。用沁恒電子的WCH365做了一些PCI ROM的裝置，改造了自己之前寫的Option ROM代碼，結合Foxdisk2.0的代碼，設計了一個粗糙的原型。代碼能很好的工作，我甚至考慮是不是可以作為一個産品來做。
最終我還是選擇了類似GRUB，修改硬碟MBR的方式來編寫Foxdisk3.01。主要是基于幾個考慮：一是這兩種方式的很多代碼是可以共用的，開發完其中一種，另外一種花個一兩周時間就能實作；二是PCI ROM的方式不好調試，我大部分時間在家開發，沒有硬體的情況下看不到實作效果。
3) Foxdisk 3.01程式架構設計
圖2 硬碟布局圖
圖中給出了Foxdisk在硬碟上的布局。LBA 0處是MBR區域，被替換為Foxdisk的引導代碼。Foxdisk的代碼和使用的資源全部放在硬碟的最後面，主要包括：
Para—程式中用到的一些參數，比如倒計時時間、桌面号碼等等，其結構見Common.h
中的struct FoxdiskPara；
os—–每個作業系統所用到的一些資源，比如作業系統名字，是否需要設定密碼等；
osmbr-每個作業系統本身的引導區代碼；
code&data—Foxdisk3.01的代碼和資料；
wallpapers—Foxdisk3.01的啟動界面所用到的桌面，最多可以存放7張，在安裝的時候指定。
以上的二進制碼都存放在硬碟的相應位置，是由Foxdisk安裝程式負責管理安裝的。
特别要說明的是，SETMAX_LBA是作為一個概念存在的。以前總是遇到有客戶要求将系統隔離，即放在硬碟前端的系統不能通路硬碟後端的系統， ATA标準中是提供了這樣的指令的，即SetMax的指令，我預留了這樣的機制，但是并沒有去實作它。舉例說明，假設硬碟有1000個磁道，作業系統安裝在前面，占用了300磁道。使用SetMax指令，設定max為600。那麼作業系統是無法通路600之後的磁盤的，這樣就實作了一定程度的資料保護。
4) 看一看安裝過程
我大部分的開發過程中，都是使用Virtual PC5.2來輔助調試的，一般直接使用debug.exe或者tddebug.exe。但是這種調試隻能在dos下才能使用，如果要完整的調試整個加載過程，就必須用到bochs了。具體的調試，在之後的章節中再較長的描述。我們首先來看看Foxdisk3.01的安裝程式。
圖3 安裝程式界面
安裝程式提供了幾個功能，管理新系統的添加、桌面的管理、重新修正Foxdisk的引導代碼。秀一下我更換的桌面：
圖4 桌面效果
整個安裝過程還是比較簡單的，并且大部分複用了Foxdisk主程式中的實作代碼。不過在使用過程中，仍舊時不時的會出現一些小BUG，我目前也沒有精力再去調試修正了。正像我之前所說的，Foxdisk的編寫，純粹是出于興趣，實作自己心中想編寫一個小小作業系統的夢想。
下一篇，開始進入安裝程式的代碼分析，看看它是怎麼管理Foxdisk的資源，怎麼将Foxdisk的主程式和引導代碼安裝到硬碟中。