How to make a PC-bootable CD

始めに

構造

Boot Record Volume Descriptor

typedef struct BRVD_t {
    byte Indicator;         /*0x00:    必ず0 */
    byte Identifier[5];     /*0x02:    文字列"CD001" */
    byte Version;           /*0x07:    このディスクリプターのVersion 必ず1 */
    byte BSIdentifier[32];  /*0x08-27: 文字列"EL TORITO SPECIFICATION" あまりは0で埋める */
    byte stab0[32];         /*0x28-47: 未使用、0で埋める */
    dword BootCatalogP;     /*0x48-4b: Boot Catalogへのポインター */
    byte stab1[0x7b5];      /*0x4c-7ff:未使用、0で埋める */
} BRVD;

00008800 0043 4430 3031 0145 4C20 544F 5249 544F .CD001.EL TORITO
00008810 2053 5045 4349 4649 4341 5449 4F4E 0000  SPECIFICATION..
00008820 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00008830 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................
00008840 0000 0000 0000 0015 0000 0000 0000 0000 ................
                            .
                            .
00008FFF 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................

Boot catalog

Validation Entry

typedef struct VE_t {
    byte HeaderID;          /*0x00:    必ず 1 */
    byte PlatformID;        /*0x01:    0=80x86, 1=PowerPC, 2=Mac ここでは必ず1 */
    word reserve;           /*0x02-03: リザーブ、必ず0 */
    char ID[24];            /*0x04-1B: CD-ROMの作成者 */
    short int CheckSum;     /*0x1C-1D: Check Sum */
    byte KeyByte1;          /*0x1E:    Key Byte必ず0x55 */
    byte KeyByte2;          /*0x1F:    Key Byte必ず0xAA */
} VE;

0000A800 0100 0000 4769 676F 2773 2042 6F6F 7461 ....Gigo's Boota
0000A810 626C 6520 4344 2054 4553 5400 0F7E 55AA ble CD TEST..~U.

Entry

typedef struct bootEntry_t {
    byte bootIndicator;     /*0x00:    0x88=Bootable, 0x00 not Bootable */
    byte bootMediaType;     /*0x01:    0=NO Emulation, 1=1.2MFD, 2=1.44MFD, 3=2.88MFD,4 =HDD */
    word bootLoadSegment;   /*0x02-03: ロードするセグメント。0の時、伝統に従って0x7c0 */
    byte bootSystemType;    /*0x04:    ブートイメージ中のパーティションテーブルのバイト5と一致すること */
    byte stab;              /*0x05:    未使用、必ず0 */
    word bootSectorCount;   /*0x06-07: ブート時に読み込むセクタ数 */
    dword bootLoadRBA;      /*0x08-0b: BootImageへのポインタ */
    byte stab2[20];         /*0x0c-1f: 未使用、必ず0 */
} bootEntry;

0000A820 8802 0000 0000 0100 1600 0000 0000 0000 ................
0000A830 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ................

1. bootIndicator
   
   　Bootableかどうかを示します。Bootableで無いときはドライバー無しで読めるイメージという扱いになります。この例では0x88 -> Bootableです。
   
   
2. bootMediaType
   
   　0x00、No Emulationではディスクイメージのエミュレーションは行いません。イニシャルブートローダだけ読み込み、後は全てそのコードの責任です。ちなみにNT4.0のCDはこのタイプです。
   0x01,02,03は全てフロッピーイメージで大きさだけが違います。この場合、CDに納めたイメージがAドライブになり、本来のAドライブはBドライブに代わり、もしBドライブがあればそれは無いことになります。
   04はディスクのイメージを示し、イメージがCドライブになり、以下CはDにという順にずれていきます。
   例では0x02 -> 1.44Mフロッピーのイメージになっています。
   
   
3. bootLoadSegment
   
   　イメージの先頭にあるブートローダをどのアドレスにロードするかを決めます。特別な意図が無い限りデフォルトで良いでしょう。
   例も0x0000 -> デフォルトの0x7c0にロードです。
   
   
4. bootSystemType
   
   　ブートイメージ中のパーティションテーブルのバイト5(system indicator)と一致すること。フロッピーの場合はどうするのか書いてないのでとりあえず0にしてあります。01(DOS with 12 bit FAT, 16 bit sector number)辺りかも??
   
   
5. bootSectorCount
   
   　ブートローダのサイズを指定します。例では0x0001->1セクタロードとなっています。よく分からないときは常識の範囲で大きめにしておけば良いでしょう。ちなみにNT4.0では4です。
   
   
6. bootLoadRBA
   
   　イメージの位置です。これもあらかじめ用意しておいたファイルを書き込んだISOイメージを作り、そのファイルのISOイメージ中のアドレスを調べて書くことになります。例では0x00000016 -> イメージの位置は0x16( * 0x800 = 0xB000)となっていることが判ります。
   

mkbootcd 002版以降を使っての作り方

1. 準備
   
   当たり前ですがCD-Rを作れる環境と、ブートできる環境(テスト結果を参考にしてください)が必要です。
   後ば取りあえずこのページにあるものだけで作成できます。
   
   
2. ブートフロッピー/ディスクの作成
   
   　まず、ブートするフロッピーもしくはディスクを作ります。
   CDになってしまうと書き込めません。交換もできません。書き込めなくても立ち上がり、交換出来なくても困らないよう注意する必要があります。出来合いの物、例えばインストールフロッピーや95の修復フロッピーを使うのも良いですが以上の注意を忘れないようにしてください。
   注意:ディスクイメージは先頭のパーティション一つだけが有効です。
   
   
3. ブートイメージの抽出
   
   満足のいくブートフロッピーもしくはディスクが出来たらそれを丸ごとダンプしてイメージにします。
   GtBtImxx.zipを適当なディレクトリに展開し、マニュアルに従ってイメージをファイル化します。
   イメージを作成するユーティリティはこれ以外にもNorton DISKEDIT,WinImage,SAVEDSKFなどいろいろあります。あるいはPC Unix系のDDコマンドを使うのも良いでしょう。根性があればDOS標準のdebugでも出来ますね。
   
   
4. ISOイメージの作成
   
   　お好きなCD-Rライタソフトを使って添付のスペーサーファイル、validat.imgと作成したブートイメージを含むISOイメージを作ります。
   
   
5. El Torito構造の構築
   
   MkBtCDxx.zipを適当なディレクトリに展開します。Win32 Console VersionとDOS版の両方が入っていますので好きな方を使ってください。テストは主にNTで行っています。
   
   mkbootcd 作成したISOイメージ　validat.img 作成したブートイメージ
   
   とするとEl Torito構造を構築します。構築時には大したチェックをしていないので
   
   mkbootcd 作成したISOイメージ
   
   とやって確認してください。
   
   
6. ISOイメージの書き込み
   
   BootableになったISOイメージを好みのCD-Rライタで最初のセッションに書き込み、bootすることを確認します。次のセッション以降は普通にファイルを書き込めます。(disk at onceやsingle sessionでboot imageを書かないこと!)
   

ワンポイント

BIOS設定、Config.sys, Autoexec.bat

ユーティリティ

MkBootCD

Usage:
verify:mkbootcd isoimage
make:  mkbootcd isoimage bootentryfile bootimage
       mkbootcd isoimage bootentryfile - <indirect
options:
    -        Use stdin　このオプション以降は標準入出力から読み込みます。
    -Cnn     Set bootSectorCount　ブートセクターのサイズ(ダイレクトモード用)
    -Fx      Set bootMediaTypeFlags ブートメディアフラグ
    -Ixx     Set bootIndicator ブートする/しないの指定
    -Lxxxx   Set bootLoadSegment　ブートコードをロードするセグメント(ダイレクトモード用)
    -Mx      Set bootMediaType, F means Auto ブートメディアタイプ(ダイレクトモード用)
    -Bnnnnnn Set offset for multisession ISOイメージオフセット(マルチセッション用)
    -Pnn     Set entryPlatformID プラットフォームID(誰が使うの?)
    -Sstring Make Section entry with string セクション作成
ex.
mkbootcd mycd.iso bootcat.bin osboot.ima -i00 noboot.ima -i88 osboot2.ima

• "-" 標準入出力から読み込む場合は一行一オプションなので例は、
  mycd.iso
  bootcat.bin
  osboot.ima
  -i00
  noboot.ima
  -i88
  osboot2.ima
  という形になります。このオプションを指定すると間違ったオプションを指定してもそのオプションを読み飛ばすだけでアボートされません。
  
• "-S" セクションの作成を指定します。通常は複数のエントリを指定すると自動的に作成されるので明示的に作成したい場合に使用します。
  
• "-I" ブータブルかどうか指定します。ブータブルでない場合はドライバ無しでアクセス出来るドライブという扱いになります。
  
• "-F" ブートイメージがCDのドライバを含んでいるかの指定です。干渉を防ぐための物だと思うのですが未確認。
  
• "-B" 追記用ISOイメージの時、ベースセクタ番号を指定します。この値の設定ができる人は少なそうなので自動化しようかと思っています。通常の使い方の範囲ではオプションが不要になりますし..
  

使い方

1. ISOイメージをブータブルにする。
   
   mkbootcd ISOイメージファイル名　ブートエントリ用スペーサーファイル名　ブートイメージ名
   
   例えば、
   
   ISOイメージファイル名:Bootable.ISO
   ブートエントリ用スペーサーファイル名:validat.img
   ブートイメージ名:DC390WFU.IMG
   
   なら、
   
   mkbootcd Bootable.ISO validat.img DC390WFU.IMG
   
   です。このうちブートエントリ用スペーサーファイル名とブートイメージ名はあらかじめISOイメージ内に納めたファイルの名前です。同名のファイルがディレクトリにあってもなんの関係もないので注意してください。
   
   
2. ISOイメージがブータブルかどうかベリファイする
   
   mkbootcd ISOイメージファイル名
   
   ベリファイの実例
   
   

   NT 4.0 Server CDの結果 mkbootcd NT4S.ISO == Boot Record Volume Descriptor == Indicator:0 Identifier:'CD001' Version:1 BSIdentifier:'EL TORITO SPECIFICATION' BootCatalogP:0x00000013(0x00000000) *Warnning - Some Garbage in stab1 == Validation Entry == HeaderID:1 PlatformID:0 ID String:'Microsoft Corporation' CheckSum:'0x494c' == Initial/Default Entry == Indicator:0x88 - Bootable MediaType:0x00 - No Emulation LoadSegment:0x07c0 SystemType:0 SectorCount:4 LoadRBA:0x00000014(0x00000000) === Verification Success ===

   この手順で作成したイメージの結果 mkbootcd dc390ubt.iso == Boot Record Volume Descriptor == Indicator:0 Identifier:'CD001' Version:1 BSIdentifier:'EL TORITO SPECIFICATION' BootCatalogP:0x00000015(0x00000000) == Validation Entry == HeaderID:1 PlatformID:0 ID String:'Gigo's Bootable CD TEST' CheckSum:'0x7e0f' == Initial/Default Entry == Indicator:0x88 - Bootable MediaType:0x02 - 1.44MFD LoadSegment:0x07c0 SystemType:0 SectorCount:1 LoadRBA:0x00000016(0x00000000) == Floppy Diskette Boot Sector Image == NumberOfSectors:2880(0b40) === Verification Success ===

   
   

注意事項

• ベリファイは厳格な物なのでエラーが発生したからと言って絶対にブートしない訳ではありません。また、一部のBIOSでは規格上、0の時、0x7c0になるはずのロードセグメントを本当に0と解釈するといった不備があり、合格したからと言って絶対にブートするとも言い切れません。
  
• BootMediaImage自体のチェックは一応していますが頼りきりに出来る程ではありません。結局はブートざせて見ないと判らないからです。
  
• 規格通りのイメージを作成してもBIOSによっては正しく動きません。テスト結果を参照してください。
  

GetBtImg

• 003版からは第一パーティション以外のパーティションを第一パーティションとしてコピー(-Pn)、Head,Sectorを実績のある64Heads,32Sectorとしてコピーする。(-A)
• 004版からは 　パーティションがFAT16の場合、FATを調べて後ろの空き領域はコピーしない。(-R)
  この場合、あらかじめデフラグをかけておくことをお勧めします。容量さえあればイメージをとるパーティションにイメージファイルをセーブできます。イメージファイル自身はイメージに含まれません。
• 005版からはもう一度CHSを変えたりREDUCEしたりするためにデバイスだけで無くイメージファイルも指定出来る。直接、ヘッド数(-Hnn)、セクタ数(-Snn)を指定して変換できる。
• 006版からはDOSの拡張パーティション内のパーティションもプライマリパーティションとしてコピーする。(-En) 以前のパーティション指定のシンタックスは廃止。

getbtimg - get boot media image for making bootable CD
18-Jun-97 imaizumi@nisiq.net Ver.beta006
usage:
 Syntax:
  getbtimg device filename
   device := A: | B: | HDn: | imagefile
 Options:
  -Pn  partition n
  -En  dos extended partition n
         partition := 0 | 1 | 2 | 3
  -r   reduce partition size.
  -a   adjust 64Heads, 32Sectors
  -Hnn adjust heads to nn
  -Snn adjust sectors to nn
example:
  getbtimg A: floppy14.img
  getbtimg B: floppy12.img
  getbtimg HD0: dsk0pat0.img
  getbtimg HD1: -r dsk1pat0.img
  getbtimg HD0: -a dsk0pt0a.img
  getbtimg HD0: dsk0p1e0a.img -a -p1 -e0
mailto:gigo@os.rim.or.jp
http://www.os.rim.or.jp/~gigo/

注意

テスト結果(8版)

• 推測ですがAward 4.51PGを元にしたBIOSであればすべてIDEからブートできるようです。
• NT 4.0のCDはダイレクトモードで独自のIPLを使っています。どうやらこれがIDEに対応していないらしくIDEではブートしません。
• NT4.0とDC390Uの組み合わせはブート自体は成功しますがドライバがないのでインストーラーがへたります。
• 2940は最後に書いたセッションが有効のようで最後がブータブルでないとブートしません。以前の結果でFDイメージが駄目だったのは追記した後だったのが原因で2940に罪はないようです。この最後のセッションが有効というのが正しい仕様ですね。ちよっとAdaptecを見直しました。これだとブータブルで無かった物をブータブルに出来る訳でなかなか便利です。
• 既に掲示板に報告がありますがアダプテックはCD用のドライバを入れて置けばブートしたイメージとは別に普通のCDとしても読めます。他はブートさせたドライブ用のドライバがあるとハングしてしまうのでこれも美点ですね。2940AUでは全くブートしないのが唯一の汚点です。