Le secteur d'amorçage et la table des partitions

Tout ordinateur possède un BIOS, c'est-à-dire un microprogramme qui initialise les différents périphériques (bus, ram, disques ...).
Il recherche un système d'exploitation situé dans une petite zone, sur l'un de ses périphériques accessibles.

La taille et l'emplacement de cette zone dépendent de la plate-forme informatique et du dispositif.
Celle-ci est généralement placée sur le premier secteur de la première piste du périphérique de démarrage (souvent, le premier disque dur).
Ce secteur est de taille trop réduite pour contenir un programme autonome. Son rôle est limité au chargement d'un programme de taille plus importante, typiquement le système d'exploitation, de manière directe ou via un chargeur d'amorçage.

Pour lire le contenu de ce premier secteur avec linux, il suffit, dans une console, de taper :
dd bs=512 count=1 if=/dev/fd0 of=/chemin/nom_fichier.img
avec bs=512 (taille, en octets, du secteur), count=1 (copie uniquement 1 bloc, comme aucun décalage n'est indiqué, c'est donc le premier secteur), if=/dev/fd0 (lire la disquette) et of=xxx (nom du fichier de destination).

Les disquettes examinées ci-dessous ne sont pas des disquettes système, c'est-à-dire qu'elles ne permettent pas de démarrer un ordinateur, vu qu'elles ne contiennent pas le programme minimal nécessaire.

Elles délivrent un message :
This is not a bootable disk. Please insert a bootable floppy and press any key to try again ...

L'examen de leur premier secteur est cependant très instructif.
Leur contenu dépend de l'outil qui a servi à la formater.

Disquette formatée avec fdformat (linux)

Il s'agit, ici, d'un formatage de bas niveau.

Le premier secteur est entièrement rempli de motifs "f6".
Ce formatage ne prépare même pas la disquette à recevoir des fichiers.
En d'autres mots, il n'y a pas encore de système de fichier.
Ce formatage permet d'effacer totalement les données d'une disquette.

Disquette formatée avec mkfs.msdos (linux)

On remarque, ici, la structure habituelle d'un secteur d'amorçage de type "disquette" :

1. le saut vers une routine,
2. le nom du fournisseur du système de formatage,
3. les caractéristiques du secteur,
4. la description de la table d'allocation des fichiers

Disquette formatée fdformat 1722ko, puis mkfs.msdos (linux)

À part le nombre de secteurs par piste et les secteurs totaux, les valeurs sont identiques à celles ci-dessus.

Disquette formatée avec mtools (linux)

Les commandes mtools sont la plupart de celles disponibles sous DOS, en ajoutant devant le nom de la commande la lettre m.
Exemple mformat a:

La structure et les caractéristiques sont semblables à celles de mkfs.msdos

Disquette formatée avec Freedos 0.9

Là également, la structure et les caractéristiques sont semblables à celles de mkfs.msdos

Disquette formatée avec MSDOS 6.22c

Là également, la structure et les caractéristiques sont semblables à celles de mkfs.msdos

Contrairement aux disquettes précédentes, ces disquettes contiennent un système d'exploitation minimal, permettant le démarrage de l'ordinateur.

Tomsrtbt

tomsrtbt (Tom's root boot) est une distribution Linux très petite, mais entière (MiniLinux). C'est en fait une "disquette de secours" contenant environ 100 outils de récupération. Elle peut être stockée sur une simple disquette 1.44 Mo (qui est alors formatée en haute densité 1.72M)

De ce fait, les valeurs changent par rapport à une disquette normale.

1. le saut vers une routine, ici EB69 au lieu de EB3C
2. le nom , LILO (c'est un chargeur)
3. les caractéristiques du secteur,
4. la description de la table d'allocation des fichiers

En travaux

Disquette formatée avec MSDOS 6.22c

La première instruction, EB3C, renvoie à un programme d'amorçage FA 33 C0 8E D0 BC ...
Ce dernier, de taille réduite (vu la place restante dans un secteur de 512 octets), va simplement charger en mémoire un programme plus important, le noyau du système d'exploitation.
En fait, ce noyau est constitué de deux fichiers MSDOS.SYS (le noyau proprement dit) et IO.SYS (gère les périphériques ou entrées/sorties).
Le noyau est complété par COMMAND.COM, l'interpréteur de commandes.
D'autres fichiers sont bien sûr nécessaires pour disposer d'un système d'exploitation assez complet. L'installation demandait 3 disquettes.

Autres "DOS"

Microsoft n'était pas le seul à avoir développé un DOS (Disk Operating System). En fait, Microsoft avait racheté QDOS, il l'avait amélioré et l'avait ensuite fourni à IBM, sous le nom de PC-DOS, avant de créer MSDOS.

Par ailleurs, Digital Research, créateur de CP/M a également créé DR-DOS.
Puis un système libre est venu : FreeDOS. Sa version finale (1.0) est sortie en 2006.

Leur fonctionnement est semblable. Le nom des fichiers change cependant :

• IBMBIO.COM et IBMDOS.COM pour le PC-DOS
• un seul fichier KERNEL.SYS pour le FreeDOS

Disquette formatée avec Windows98

La même première instruction renvoie également à l'adresse 003E, où se trouve un autre programme.

Contrairement aux disquettes système, ces disquettes contiennent simplement une application qui doit charger un système d'exploitation situé ailleurs.
Le plus souvent, ces chargeurs permettent de choisir entre plusieurs systèmes d'exploitation différents. C'est leur grand intérêt.

Chargeur syslinux

Syslinux est un chargeur d'amorçage pour Linux, léger, de faible taille. Isolinux est son équivalent pour les CDROMs
Il était notamment utilisé sur certaines disquettes d'installation d'anciennes versions de Mandriva.Les disquettes était faites à partir des images :

• cdrom.img permettait d'installer Mandriva depuis un CD-ROM, lorsque l'ordinateur ne permet pas de démarrer directement depuis le CD.
• hd.img permettait d'installer Mandriva depuis une source située sur un disque dur
• network.img permettait d'installe Mandriva depuis une sources accessible par le réseau

Installé sur un disque dur, Syslinux permet de choisir entre plusieurs systèmes d'exploitation installés sur un méme ordinateur.

La figure ci-contre montre le premier secteur d'une disquette formatée en FAT12 avec les renseignements habituels :

• saut vers la routine (EB-3C) et NOP (90)
• fabricant (SYSLINUX)
• 512 octets / secteur (00-02 = h0200)
• 2 secteurs par grappe (02)
• 1 secteur réservé (01-00 = h0001)
• 1 FAT (01)
• max 512 entrées dans le répertoire racine (00-02)
• 324 secteurs en tout (44-01)
• média = disque dur (F8)
• 1 secteur par FAT (01-00)
• 32 secteurs par piste (20-00)
• 64 têtes

Chargeur isolinux

Isolinux est l'équivalent de Syslinux, mais pour les CDROMs

Chargeur Grub legacy (1.5)

Du temps où les noyaux linux n'étaient pas encore aussi importants, il était possible de créer une disquette permettant l'installation d'un système linux.

Il s'agit, ici, d'une disquette formatée en FAT12 avec les renseignements habituels :

• saut vers la routine (EB-48) et NOP (90)
• fabricant (GRUB)
• 512 octets / secteur (02-00)
• 4 secteurs par grappe (04)
• 1 secteur réservé (01-00)
• 2 FAT (02)
• max 512 entrées dans le répertoire racine (00-02)
• 324 secteurs en tout (44-01)
• média = disque dur (F8)
• 1 secteur par FAT (01-00)
• 32 secteurs par piste (20-00)
• 64 têtes

En général, le disque dur comprend un chargeur de démarrage permettant de choisir un mode de démarrage parmi plusieurs.

Il est, par exemple, possible de choisir entre Mageia et Windows, si les deux systèmes sont installés,
ou encore entre Mageia normal et la version de secours (correspondant au mode sans échec).

Comme pour les disquettes, la première instruction renvoie à un programme placé plus loin, mais cette fois c'est le chargeur de démarrage, en l'occurrence Grub.