為什麼主開機記錄的記憶體地址是0x7C00？

阮一峰發表於2015-09-28
記憶體

這個奇怪的地址，是怎麼來的，課本就不解釋了。我一直有疑問，為什麼不存入記憶體的頭部、尾部、或者其他位置，而偏偏存入這個比 32KB 小1024位元組的地方？

昨天，我讀到一篇文章，終於解開了這個謎。

首先，如果你不知道，主開機記錄（Master boot record，縮寫為MBR）是什麼，可以先讀《計算機是如何啟動的？》。

簡單說，計算機啟動是這樣一個過程。

  1. 通電
  2. 讀取ROM裡面的BIOS，用來檢查硬體
  3. 硬體檢查透過
  4. BIOS根據指定的順序，檢查引導裝置的第一個扇區（即主開機記錄），載入在記憶體地址 0x7C00
  5. 主開機記錄把操作權交給作業系統

所以，主開機記錄就是引導"作業系統"進入記憶體的一段小程式，大小不超過1個扇區（512位元組）。

0x7C00這個地址來自Intel的第一代個人電腦晶片8088，以後的CPU為了保持相容，一直使用這個地址。

1981年8月，IBM公司最早的個人電腦IBM PC 5150上市，就用了這個晶片。

當時，搭配的作業系統是86-DOS。這個作業系統需要的記憶體最少是32KB。我們知道，記憶體地址從0x0000開始編號，32KB的記憶體就是0x0000～0x7FFF。

8088晶片本身需要佔用0x0000～0x03FF，用來儲存各種中斷處理程式的儲存位置。（主開機記錄本身就是中斷訊號INT 19h的處理程式。）所以，記憶體只剩下0x0400～0x7FFF可以使用。

為了把儘量多的連續記憶體留給作業系統，主開機記錄就被放到了記憶體地址的尾部。由於一個扇區是512位元組，主開機記錄本身也會產生資料，需要另外留出512位元組儲存。所以，它的預留位置就變成了：


  0x7FFF - 512 - 512 + 1 = 0x7C00

0x7C00就是這樣來的。

計算機啟動後，32KB記憶體的使用情況如下。


+--------------------- 0x0
| Interrupts vectors
+--------------------- 0x400
| BIOS data area
+--------------------- 0x5??
| OS load area
+--------------------- 0x7C00
| Boot sector
+--------------------- 0x7E00
| Boot data/stack
+--------------------- 0x7FFF
| (not used)
+--------------------- (...)

（完）

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